Hintergrund
Der Automatisierungsgrad im Schaltschrankbau ist derzeit noch vergleichsweise gering, obwohl ein hoher Bedarf an flexiblen und effizienten Lösungen besteht. Da Schaltschränke häufig kundenspezifisch und in kleinen Losgrößen gefertigt werden, erfordern Prozesse wie Bestückung, Kabelkonfektionierung, Verdrahtung und Prüfung weiterhin viele manuelle Tätigkeiten.
Modulare und rekonfigurierbare Roboterplattformen ermöglichen es, diese Prozesse flexibel zu automatisieren und an wechselnde Produktvarianten anzupassen. Für ihre Planung und Integration ist es jedoch wichtig, Prozesszeiten, Leistungsfähigkeit und mögliche Engpässe bereits vor der realen Umsetzung bewerten zu können. Digitale Zwillinge und simulationsbasierte Modelle können hierzu einen wesentlichen Beitrag leisten.
Da Simulationen die Realität nur vereinfacht abbilden, müssen Abweichungen zwischen digitalen und real gemessenen Prozesszeiten untersucht werden. Durch geeignete Parametrierung, Kalibrierung und Validierung kann das Simulationsmodell verbessert und als verlässliche Entscheidungsgrundlage für rekonfigurierbare Roboterplattformen im automatisierten Schaltschrankbau genutzt werden.
Forschungsfrage
Wie zuverlässig kann ein digitaler Zwilling die Prozesszeiten und Leistungsfähigkeit einer rekonfigurierbaren Roboterplattform im Schaltschrankbau vorhersagen, und wie lässt sich das Simulationsmodell systematisch an reale Prozessdaten anpassen?
Ziel der Arbeit
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines Vorgehens zur Genauigkeitsbewertung eines digitalen Zwillings einer rekonfigurierbaren Roboterplattform. Dabei wird untersucht, wie Prozesszeiten und Leistungskennzahlen in einem Simulationsmodell abgebildet und mit realen Messwerten verglichen werden können. Im Mittelpunkt stehen die Ermittlung der Abweichungen zwischen digitalem Modell und realem System sowie die Ableitung geeigneter Maßnahmen zur Verbesserung der Simulationsgenauigkeit.
Die Ergebnisse sollen zeigen, unter welchen Bedingungen ein digitaler Zwilling zur Vorhersage von Prozesszeiten und Leistungsfähigkeit geeignet ist und welche Parameter für eine realitätsnahe Abbildung besonders relevant sind.
Aufgabenstellung
- Literaturrecherche und Analyse digitaler Zwillinge in der Produktionssystemplanung
- Analyse der realen Roboterplattform und der abzubildenden Prozessschritte
- Aufbau oder Erweiterung eines digitalen Zwillings in Visual Components
- Vergleich zwischen realen und digitalen Prozesszeiten
- Kalibrierung des Simulationsmodells und Ableitung von Handlungsempfehlungen
Voraussetzungen / gewünschte Kenntnisse
- Studium im Bereich Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Mechatronik, Automatisierungstechnik, Produktionstechnik oder einem verwandten Fachgebiet.
- Interesse an industrieller Fertigung, Robotik, Produktionssystemen und Simulation.
- Grundkenntnisse in Produktionsplanung, Automatisierungstechnik oder Zeitdatenermittlung sind hilfreich.
- Erste Erfahrungen mit Visual Components oder vergleichbarer Simulationssoftware sind wünschenswert, aber nicht zwingend erforderlich.
- Interesse an der systematischen Analyse von Prozesszeiten und der Bewertung von Modellgenauigkeit.
- Selbstständige, strukturierte und analytische Arbeitsweise.
Weitere Hinweise
- Startdatum ab sofort möglich.
- Homeoffice teilweise möglich.
- Der Arbeitsumfang kann individuell nach Interessen und Art der studentischen Arbeit gestaltet werden.
- Die Arbeit eignet sich als Projektarbeit, Bachelorarbeit oder Masterarbeit.
Bitte bewerben Sie sich per Mail an Simon.Ehrismann@faps.fau.de mit einem aktuellen Notenspiegel und Lebenslauf.