Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung bzw. Fertigung von elektrischen Leitungssätzen. Insbesondere betrifft die Erfindung Vorrichtungen, Verfahren und ein System zum Fertigen eines Leitungssatzes, insbesondere für ein Fahrzeug.

Leitungssätze (auch als Kabelbäume bezeichnet) werden in zahlreichen Produkten und Industriezweigen zum Verbinden von elektrischen Komponenten eingesetzt, damit die elektrischen Komponenten beispielsweise mit Energie versorgt werden und/oder miteinander kommunizieren können. Insbesondre in der Fahrzeugtechnik werden in Kraftfahrzeugen, Flugzeugen, Zügen und dergleichen teils komplexe Leitungssätze als Komponenten von Bordnetzen verbaut. Solche Leitungssätze können eine hohe Komplexität, insbesondere zahlreiche Leitungen, Steckverbinder, Halteteile zur Befestigung im Fahrzeug und dergleichen aufweisen.

Die Herstellung von Leitungssätzen erfordert teilweise komplexe Bewegungsabläufe, die sich nur schwierig oder gar nicht durch automatisierte Fertigungssysteme, wie beispielsweise Roboter abbilden lassen. Deshalb werden Leitungssätze häufig an einem sogenannten Baubrett manuell durch einen Werker gefertigt, wobei hierbei Leitungen entlang eines spezifizierten Verlegeweges verlegt und Steckverbinder der Leitungen an spezifikationsgemäß vorgegebenen Halteeinrichtungen angeordnet werden. Die Aufgabe besteht deshalb darin, eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren zu realisieren, um auf effiziente Weise eine optimale Konfiguration einer Fertigungsanlage zum im Wesentlichen automatisierten Fertigen eines Leitungssatzes zu bestimmen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Figuren, der Beschreibung sowie der abhängigen Patentansprüche.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Fertigungskonfiguration zum Konfigurieren einer Fertigungsanlage zum Fertigen eines Leitungssatzes, insbesondere eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug. Der Leitungssatz umfasst eine Vielzahl von Steckverbindern und eine Vielzahl von elektrischen Leitungen zum Verbinden der Vielzahl von Steckverbindern. Ein Steckverbinder kann beispielsweise ein elektrisches Kontaktteil aufweisen, dass von einem, insbesondere aus Kunststoff gefertigten, Steckverbindergehäuse umgeben sein kann. Der Leitungssatz kann beispielsweise ferner eine Vielzahl von Gehäuseaufnahmen und/oder Halteeinrichtungen umfassen.

Die Vorrichtung umfasst eine Prozessoreinrichtung, welche ausgebildet ist, auf der Grundlage eines virtuellen 3D-Modells des Leitungssatzes die optimale Fertigungskonfiguration (auch als Bestückungskonfiguration bezeichnet) zum Konfigurieren der Fertigungsanlage, insbesondere eines Bestückungsautomaten der Fertigungsanlage, zum Fertigen, d.h. Herstellen, des Leitungssatzes zu bestimmen. Das virtuelle 3D-Modell kann beispielsweise den Leitungssatz auf dem Baubrett und/oder den im Fahrzeug eingebauten Leitungssatz, d.h. die Positionierung und Orientierung der Leitungssatzkomponenten des im Fahrzeug montierten Leitungssatzes beschreiben.

Die Fertigungskonfiguration definiert (i) für die Vielzahl von Steckverbindern eine jeweilige Steckposition auf einer Bestückungspalette der Fertigungsanlage, welche einer Vielzahl von Steckpositionen aufweist, definiert (ii) für die Vielzahl von elektrischen Leitungen eine jeweilige Länge der elektrischen Leitung und/oder definiert (iii) für die Vielzahl von elektrischen Leitungen eine Einsteckreihenfolge in die Vielzahl von Steckverbindern. Die Fertigungskonfiguration kann insbesondere Fertigungsarbeitsschritte der Fertigungsanlage und/oder Fertigungskomponenten definieren. Dadurch kann eine automatische Bestimmung der Fertigungskonfiguration basierend auf dem virtuellen 3D-Modell durch die Vorrichtung bewirkt werden, um die Fertigungsanlage, insbesondere den Bestückungsautomaten, zu konfigurieren, um auf der Grundlage dieser Fertigungskonfiguration effizient und automatisiert entsprechende Leitungssätze zu fertigen.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung ferner eine Kommunikationsschnittstelle, welche ausgebildet ist, die Fertigungskonfiguration, insbesondere in Form einer JSON-Datei, der Fertigungsanlage bereitzustellen.

Die Fertigungsanlage, insbesondere der Bestückungsautomat, kann entsprechend ausgebildet sein, die Fertigungskonfiguration zu empfangen und automatisch die elektrischen Leitungen und Steckverbinder des Leitungssatzes gemäß der Fertigungskonfiguration auf der Bestückungspalette der Fertigungsanlage zu stecken.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Kommunikationsschnittstelle ferner ausgebildet, einen ersten Datensatz zu erhalten, insbesondere von einem Fahrzeughersteller bzw. OEM. Die Prozessoreinrichtung kann ausgebildet sein, auf der Grundlage des ersten Datensatzes das virtuelle 3D-Modell des Leitungssatzes zu generieren. In einer weiteren Ausführungsform kann der erste Datensatz das virtuelle 3D-Modell des Leitungssatzes bereits beschreiben bzw. enthalten.

Der erste Datensatz kann beispielsweise Produktdaten und/oder Prozessdaten des Leitungssatzes umfassen, welche insbesondere von einem Fahrzeughersteller an die Kommunikationsschnittstelle übermittelt werden können. In einer weiteren Ausführungsform kann der erste Datensatz Ressourcendaten der Fertigungsanlage umfassen, welche insbesondere von der Fertigungsanlage übermittelt werden können.

Die Produktdaten können beispielsweise Informationen über eine Gehäuseposition eines den herzustellenden Leitungssatz umgebenden Gehäuses umfassen, insbesondere eine 3D Geometrie. Die Produktdaten können ferner beispielsweise Informationen über Kammerbelegungen des herzustellenden Leitungssatzes umfassen. Kammern können Teil des Gehäuses sein, und vordefinierten Räumen entsprechen, die ein Kontaktteil und Leitungen des Leitungssatzes aufnehmen und festhalten. Die Prozessdaten können beispielsweise Informationen über Steckbreiten, Stecktiefen und Steckhöhen der zu steckenden elektrischen Leitungen des Leitungssatzes umfassen. Ferner können die Prozessdaten beispielsweise Informationen über eine Gegenzugprüfung und/oder eine Verarbeitung des Leistungssatzes umfassen, insbesondere durch Schneid-, Crimp-, und/oder Löt-Prozesse, welche durch die von der Fertigungsanlage, insbesondere den Bestückungsautomaten durchgeführt werden können.

Die Ressourcendaten können beispielsweise Informationen über unterstützte Bestückungspaletten, verfügbare Werkzeuge und Informationen über einen oder mehrere Automaten der Fertigungsanlage, insbesondere den Bestückungsautomaten und/oder einen Wicklungsautomaten, umfassen.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Prozessoreinrichtung ausgebildet, auf der Grundlage des virtuellen 3D-Modells des Leitungssatzes die Fertigung, insbesondere die Fertigungsschritte, des Leitungssatzes auf der Bestückungspalette der Fertigungsanlage zu simulieren, um auf der Grundlage des virtuellen 3D-Modells des Leitungssatzes die Fertigungskonfiguration zum Konfigurieren der Fertigungsanlage zu bestimmen.

Die Prozessoreinrichtung kann insbesondere ferner ausgebildet sein, beim Simulieren der Fertigung zu überprüfen, ob ein Einstecken der Steckverbinder auf der Bestückungspalette, insbesondere gemäß der Einsteckreihenfolge, durch eine oder mehrere elektrische Leitungen verhindert wird, insbesondere aufgrund einer Abdeckung der Steckposition. Basierend auf der Überprüfung kann beispielsweise durch die Vorrichtung eine automatische Anpassung der Fertigungskonfiguration vorgenommen werden.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Prozessoreinrichtung ausgebildet, auf der Grundlage des ersten Datensatzes, welcher das virtuelle 3D-Modell des Leitungssatzes definiert, einen zweiten Datensatz zu generieren, welcher ein virtuelles 2D-Modell des Leitungssatzes definiert. Die Prozessoreinrichtung ist ferner ausgebildet, auf der Grundlage des virtuellen 2D-Modells des Leitungssatzes die Fertigung, insbesondere die Fertigungsschritte, des Leitungssatzes auf der Bestückungspalette der Fertigungsanlage zu simulieren. Die Erstellung des zweiten Datensatzes auf der Grundlage des ersten Datensatzes kann als eine Art Koordinatentransformation betrachtet werden. Dadurch kann eine effiziente Teilfertigung des Leitungssatz auf der Bestückungspalette des Bestückungsautomaten bewirkt werden.

Gemäß einer Ausführungsform implementiert die Prozessoreinrichtung ein Ontologiemodul, welches ausgebildet ist, den zweiten Datensatz, insbesondere das virtuelle 2D-Modell des Leitungssatzes, auf der Grundlage des ersten Datensatzes, insbesondere des virtuellen 3D- Modell des Leitungssatzes, zu generieren.

Das Ontologiemodul kann insbesondere ferner ausgebildet sein, die ersten Datensatz mit dem zweiten Datensatz semantisch zu vernetzen und/oder die Produktdaten, die Prozessdaten und die Ressourcendaten semantisch zu vernetzen.

Mittels des Ontologiemoduls kann eine semantische Vernetzung aller verschiedenen proprietären Datenmodelle von beispielsweise einzelnen Einheiten der Fertigungsanlage und/oder von Montageanlagen eines Fahrzeugherstellers zum Einbau des Leitungssatzes in ein Fahrzeug erfolgen. Damit wird ein durchgehender Austausch von Informationen zwischen allen proprietären Datenmodellen ermöglicht, ohne dass auf Systemebene einzelne Schnittstellen vorgesehen werden müssen. Die mit dem Ontologiemodul erzielte semantische Vernetzung ermöglicht vielmehr eine Abbildung der Datenmodelle in einem übergreifenden digitalen Modell, einen sogenannten digitalen Zwilling, mittels denen ohne zusätzlichen Hardwareaufwand auf Systemebene ein bidirektionaler harmonisierter Datenstrom zwischen allen Einheiten der Fertigungsanlage und allen Einheiten der Montageanlagen des Fahrzeugherstellers ermöglicht wird. Hierbei können insbesondere völlig unterschiedliche proprietäre Datenmodelle aus den Bereichen Produktentwicklung Fertigung und Montage vernetzt werden.

Beispielsweise können in dem Ontologiemodul Ontologien bildende Klassenstrukturen vorgegeben sein, die hierarchisch oder in Verbänden strukturierte Klassen aufweisen, mittels derer eine semantische Vernetzung der proprietären Datenmodelle durchführbar ist. Vorteilhaft erfolgt die Klassifizierung mittels Metamodellen, die in Ontologie-Bibliotheken strukturiert sind. Mit diesen Ontologien ist vorteilhaft die semantische Vernetzung der proprietären Datenmodelle konfigurierbar. Damit kann ein flexibles Datenmapping aller proprietären Datenmodelle durchgeführt werden. Gemäß einer Ausführungsform ist die Prozessoreinrichtung ausgebildet, auf der Grundlage des virtuellen 3D-Modells des Leitungssatzes die Fertigungskonfiguration derart zu bestimmen, dass beim mittels der Fertigungsanlage gefertigten Leitungssatz die Anzahl der Vermaschungen der Vielzahl von elektrischen Leitungen, die Anzahl der Knoten der Vielzahl von elektrischen Leitungen, die Gesamtlänge der Vielzahl von elektrischen Leitungen, oder eine Kombination davon auf ein Mindestmaß beschränkt ist.

Das Mindestmaß kann insbesondere auf Gewichtungen der Anzahl der Vermaschungen der Vielzahl von elektrischen Leitungen, der Anzahl der Knoten der Vielzahl von elektrischen Leitungen und/oder der Längen der Vielzahl von elektrischen Leitungen basieren. Die Gewichtungen können beispielsweise in dem ersten Datensatz, insbesondere in den Prozessdaten, enthalten sein.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Prozessoreinrichtung ausgebildet, ein Modul zum Maschinellen Lernen zu implementieren, wobei das Modul zum Maschinellen Lernen trainierbar ist, um auf der Grundlage des virtuellen 3D-Modells des Leitungssatzes die Fertigungskonfiguration zum Konfigurieren der Fertigungsanlage zu bestimmen.

Das Modul zum Maschinellen Lernen kann beispielsweise ausgebildet sein, die Fertigungskonfiguration und/oder weitere Fertigungskonfigurationen zum, insbesondere selbstlernenden, Training auszulesen. Das Modul zum Maschinellen Lernen kann ferner beispielsweise ausgebildet sein, insbesondere mittels einer semantische Datenvernetzung durch das Ontologiemodul, zumindest einige der vorstehend und nachstehend beschriebenen Daten zum Training einzulesen, insbesondere den ersten Datensatz und/oder den zweiten Datensatz.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein System zum Fertigen eines Leitungssatzes. Das System umfasst eine Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt zum Bestimmen einer Fertigungskonfiguration und eine Fertigungsanlage, welche ausgebildet ist, den Leitungssatz auf der Grundlage der Fertigungskonfiguration zu fertigen.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen einer Fertigungskonfiguration zum Konfigurieren einer Fertigungsanlage zum Fertigen eines Leitungssatzes, insbesondere eines Leitungssatzes für ein Fahrzeug. Der Leitungssatz umfasst eine Vielzahl von Steckverbindern und eine Vielzahl von elektrischen Leitungen zum Verbinden der Vielzahl von Steckverbindern. Das Verfahren umfasst ein Bestimmen der optimalen Fertigungskonfiguration (bzw. Bestückungskonfiguration) zum Konfigurieren der Fertigungsanlage, insbesondere des Bestückungsautomaten, zum Fertigen, d.h. Herstellen, des Leitungssatzes auf der Grundlage eines virtuellen 3D-Modells des Leitungssatzes, welches den Leitungssatz auf dem Baubrett und/oder den im Fahrzeug eingebauten Leitungssatz beschreibt, wobei die Fertigungskonfiguration, welche insbesondere Fertigungsarbeitsschritte und/oder Fertigungskomponenten definieren kann, (i) für die Vielzahl von Steckverbindern eine jeweilige Steckposition auf einer Bestückungspalette der Fertigungsanlage, welche einer Vielzahl von Steckpositionen aufweist, (ii) für die Vielzahl von elektrischen Leitungen eine jeweilige Länge der elektrischen Leitung und/oder (iii) für die Vielzahl von elektrischen Leitungen eine Einsteckreihenfolge in die Vielzahl von Steckverbindern definiert.

Die für den Gegenstand des ersten Aspekts genannten Ausführungsformen sind ebenfalls Ausführungsformen für den Gegenstand des zweiten Aspekts und des dritten Aspekts.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden beispielhaft anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 in einem Blockschaubild ein System gemäß einer Ausführungsform zum Fertigen und zur Montage eines Leitungssatzes;

Fig. 2 schematisch einen beispielhaften Leitungssatz; und

Fig. 3 in einem Flussdiagramm ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform zum Bestimmen einer Fertigungskonfiguration zum Konfigurieren einer Fertigungsanlage zum Fertigen eines Leitungssatzes.

Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt in einem schematischen Blockschaubild ein System 100 zum Fertigen und zur Montage eines Leitungssatzes 140. Wie der Fachmann erkennen wird, müssen die nachfolgend beschriebenen Komponenten des Systems 100 nicht zwingend an einer gemeinsamen Stätte zum Einsatz kommen, sondern können auch voneinander entfernt betrieben werden. Einige oder alle nachfolgend beschriebenen Komponenten des Systems 100 können untereinander oder mit einer zentralen Vorrichtung 110 zur Datenverarbeitung über ein Kommunikationsnetzwerk 150 verbunden sein, um eine Kommunikation untereinander bzw. eine Kommunikation mit der zentralen Vorrichtung 110 zu ermöglichen. Das Kommunikationsnetzwerk 150 kann ein lokales Kommunikationsnetzwerk wie beispielsweise ein Unternehmensnetzwerk und/oder ein globales Kommunikationsnetzwerk wie beispielsweise das Internet umfassen.

In der Figur 1 ist die Vorrichtung 110 dargestellt, welche mit einer ersten Steuerungseinrichtung 120 einer Fertigungsanlage 120, 130 und mit einer zweiten Steuerungseinrichtung 160 einer Montageanlage 160, 170 eines Fahrzeugherstellers 190 (auch als OEM 190 bezeichnet) kommunizieren kann. Hierzu kann die Vorrichtung 110 eine Kommunikationsschnittstelle 113 umfassen. Die Vorrichtung 110 umfasst ferner eine Prozessoreinrichtung 111 und kann einen nichtflüchtigen Speicher 115 umfassen. Der nichtflüchtige Speicher 115 kann ausgebildet sein, Daten und ausführbaren Programmcode zu speichern, der, wenn von der Prozessoreinrichtung 111 der Vorrichtung 110 ausgeführt, die Prozessoreinrichtung 111 veranlasst, die im Folgenden beschriebenen Funktionen, Operationen und Verfahren durchzuführen.

Auch wenn dies in der Figur 1 nicht dargestellt ist, können entsprechend auch die erste Steuerungseinrichtung 120 und die zweite Steuerungseinrichtung 160 zur Kommunikation Kommunikationsschnittstellen und zur Datenverarbeitung Prozessoren und Speicher aufweisen.

Die Vorrichtung 110 ist zum Bestimmen einer Fertigungskonfiguration 117 zum Konfigurieren der Fertigungsanlage 120, 130 zum Fertigen des Leitungssatzes 140, insbesondere des Leitungssatzes 140 für das Fahrzeug 180 ausgebildet. Wie in der Figur 2 genauer dargestellt, umfasst der Leitungssatz 140 eine Vielzahl von Steckverbindern 141a-c, 142a-c und eine Vielzahl von elektrischen Leitungen 143a-c zum Verbinden der Vielzahl von Steckverbindern 141a-c, 142a-c. Der Leitungssatz 140 kann ferner beispielsweise eine Vielzahl von Gehäuseaufnahmen und/oder Halteeinrichtungen 145a, 145b umfassen.

Die Prozessoreinrichtung 111 der Vorrichtung 110 ist ausgebildet, auf der Grundlage eines virtuellen 3D-Modells des Leitungssatzes 140, welches den Leitungssatz 140 auf einem Baubrett und somit dem im Fahrzeug 180 eingebauten Leitungssatz 140 beschreibt, die optimale Fertigungskonfiguration 117 (bzw. Bestückungskonfiguration) zum Konfigurieren der Fertigungsanlage 120, 130, insbesondere des Bestückungsautomaten 130, zum Fertigen, d.h. Herstellen, des Leitungssatzes 140 zu bestimmen.

Die Fertigungskonfiguration 117 kann Fertigungsarbeitsschritte des Bestückungsautomaten 130 und/oder zu verwendende Fertigungskomponenten definieren. Die Fertigungskonfiguration 117 definiert insbesondere (i) für die Vielzahl von Steckverbindern 141 a-c, 142a-c eine jeweilige Steckposition auf einer Bestückungspalette des Bestückungsautomaten 130, welche einer Vielzahl von Steckpositionen aufweist, definiert (ii) für die Vielzahl von elektrischen Leitungen 143a-c eine jeweilige Länge der elektrischen Leitung 143a-c und/oder definiert (iii) für die Vielzahl von elektrischen Leitungen 143a-c eine Einsteckreihenfolge in die Vielzahl von Steckverbindern 141a-c, 142a-c.

Die Kommunikationsschnittstelle 113 kann ausgebildet sein, die Fertigungskonfiguration 117, insbesondere in Form einer JSON-Datei 117, der Fertigungsanlage 120, 130 bereitzustellen.

Die Kommunikationsschnittstelle 113 kann ferner ausgebildet ist, einen ersten Datensatz zu erhalten, insbesondere von dem Fahrzeughersteller bzw. OEM 190. Die Prozessoreinrichtung 111 kann ausgebildet sein, auf der Grundlage des ersten Datensatzes das virtuelle 3D-Modell des Leitungssatzes 140 zu generieren. In einer weiteren Ausführungsform kann der erste Datensatz bereits das virtuelle 3D-Modell des Leitungssatzes 140 umfassen. In einer Ausführungsform kann der erste Datensatz insbesondere Produktdaten und/oder Prozessdaten des Leitungssatzes 140 umfassen.

Die Produktdaten können beispielsweise Informationen über eine Gehäuseposition eines den herzustellenden Leitungssatz 140 umgebenden Gehäuses umfassen, insbesondere eine 3D-Geometrie. Die Produktdaten können ferner beispielsweise ferner Informationen über Kammerbelegungen des herzustellenden Leitungssatzes 140 umfassen. Kammern können Teil des Gehäuses sein, und vordefinierten Räumen entsprechen, die ein Kontaktteil und die elektrischen Leitungen 143a-c des Leitungssatzes 140 aufnehmen und festhalten.

Die Prozessdaten können beispielsweise Informationen über Steckbreiten, Stecktiefen und Steckhöhen der zu steckenden elektrischen Leitungen 143a-c des Leitungssatzes 140 umfassen. Ferner können die Prozessdaten beispielsweise Informationen über eine Gegenzugprüfung und/oder eine Verarbeitung des Leistungssatzes umfassen, insbesondere Schneid-, Crimp-, Löt- und/oder zusätzliche Wickel-Prozesse.

Die Prozessoreinrichtung 111 kann ausgebildet sein, auf der Grundlage des virtuellen 3D- Modells des Leitungssatzes 140 die Fertigung, insbesondere die Fertigungsschritte, des Leitungssatzes 140 auf der Bestückungspalette des Bestückungsautomaten 130 zu simulieren, um auf der Grundlage des virtuellen 3D-Modells des Leitungssatzes 140 die Fertigungskonfiguration 117 zum Konfigurieren des Bestückungsautomaten 130 zu bestimmen.

Die Prozessoreinrichtung 111 kann ausgebildet sein, auf der Grundlage des ersten Datensatzes, welcher das virtuelle 3D-Modell des Leitungssatzes 140 definiert, einen zweiten Datensatz zu generieren, welcher ein virtuelles 2D-Modell des Leitungssatzes 140 definiert. Die Prozessoreinrichtung 111 kann ferner ausgebildet sein, auf der Grundlage des virtuellen 2D-Modells des Leitungssatzes 140 die Fertigung, insbesondere die Fertigungsschritte, des Leitungssatzes 140 auf der Bestückungspalette des Bestückungsautomaten 130 zu simulieren. Hierbei kann die Erstellung des zweiten Datensatzes auf der Grundlage des ersten Datensatzes als eine Art Koordinatentransformation betrachtet werden.

Die Prozessoreinrichtung 111 kann ein Ontologiemodul implementieren, welches ausgebildet ist, den zweiten Datensatz, insbesondere das virtuelle 2D-Modell des Leitungssatzes 140, auf der Grundlage des ersten Datensatzes, insbesondere des virtuellen 3D-Modell des Leitungssatzes 140, zu generieren. Das Ontologiemodul kann insbesondere ferner ausgebildet sein, die ersten Datensatz mit dem zweiten Datensatz semantisch zu vernetzen und/oder die Produktdaten, die Prozessdaten und die Ressourcendaten semantisch zu vernetzen.

Mittels des Ontologiemoduls kann eine semantische Vernetzung aller verschiedenen proprietären Datenmodelle von beispielsweise einzelnen Einheiten der Fertigungsanlage 120, 130 und/oder der Montageanlage 160, 170 des Fahrzeugherstellers 190 erfolgen. Damit wird ein durchgehender Austausch von Informationen zwischen allen proprietären Datenmodellen ermöglicht, ohne dass auf Systemebene einzelne Schnittstellen vorgesehen werden müssen. Die mit dem Ontologiemodul erzielte semantische Vernetzung ermöglicht vielmehr eine Abbildung der Datenmodelle in einem übergreifenden digitalen Modell, einen sogenannten digitalen Zwilling, mittels denen ohne zusätzlichen Hardwareaufwand auf Systemebene ein bidirektionaler harmonisierter Datenstrom zwischen allen Einheiten der Fertigungsanlage 120, 130 und der Montageanlage 160, 170 des Fahrzeugherstellers 190 ermöglicht wird. Hierbei können insbesondere völlig unterschiedliche proprietäre Datenmodelle aus den Bereichen Produktentwicklung, Fertigung und Montage vernetzt werden.

Beispielsweise können in dem Ontologiemodul Ontologien bildende Klassenstrukturen vorgegeben sein, die hierarchisch oder in Verbänden strukturierte Klassen aufweisen, mittels derer eine semantische Vernetzung der proprietären Datenmodelle durchführbar ist. Vorteilhaft erfolgt die Klassifizierung mittels Metamodellen, die in Ontologie-Bibliotheken strukturiert sind. Mit diesen Ontologien ist vorteilhaft die semantische Vernetzung der proprietären Datenmodelle konfigurierbar. Damit kann ein flexibles Datenmapping aller proprietären Datenmodelle durchgeführt werden. Weitere Details des Ontologiemoduls gemäß einer bevorzugten Ausführungsform lassen sich der DE 10 2019 128 104 A1 entnehmen, auf die hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.

Die Prozessoreinrichtung 111 kann ausgebildet sein, auf der Grundlage des virtuellen 3D- Modells des Leitungssatzes 140 die Fertigungskonfiguration 117 derart zu bestimmen, dass beim mittels der Fertigungsanlage 120, 130 gefertigten Leitungssatz 140 die Anzahl der Vermaschungen der Vielzahl von elektrischen Leitungen 143a-c, die Anzahl der Knoten der Vielzahl von elektrischen Leitungen 143a-c eine Gesamtlänge der elektrischen Leitungen 143a-c oder eine Kombination davon auf ein Mindestmaß beschränkt ist.

Die Prozessoreinrichtung 111 kann ausgebildet sein, ein Modul zum Maschinellen Lernen zu implementieren, wobei das Modul zum Maschinellen Lernen trainierbar ist, um auf der Grundlage des virtuellen 3D-Modells des Leitungssatzes 140 die optimale Fertigungskonfiguration 117 zum Konfigurieren der Fertigungsanlage 120, 130, insbesondere des Bestückungsautomaten 130 zu bestimmen. Das Modul zum Maschinellen Lernen kann beispielsweise ausgebildet sein, die Fertigungskonfiguration und/oder weitere Fertigungskonfigurationen zum, insbesondere selbstlernenden, Training auszulesen. Das Modul zum Maschinellen Lernen kann ferner beispielsweise ausgebildet sein, insbesondere mittels einer semantische Datenvernetzung durch das Ontologiemodul, zumindest einige der vorstehend und nachstehend beschriebenen Daten zum Training einzulesen, insbesondere den ersten Datensatz und/oder den zweiten Datensatz. Die erste Steuerungseinrichtung 120 der Fertigungsanlage 120, 130 kann ausgebildet sein, die optimale Fertigungskonfiguration 117 zu empfangen und den zumindest einen Bestückungsautomaten 130 der Fertigungsanlage 120, 130 zu steuern. Die Fertigungsanlage 120, 130, insbesondere der zumindest eine Bestückungsautomat 130, kann ausgebildet sein, den Leitungssatz 140 auf der Grundlage der Fertigungskonfiguration 117 zu fertigen. Neben der Steuerungseinrichtung 120 und dem Bestückungsautomaten 130 kann die Fertigungsanlage 120, 130 ferner einen Wicklungsautomaten umfassen, welcher den Leitungssatz 140 nach der Teilfertigung durch den Bestückungsautomaten 130 bandagiert.

In einer Ausführungsform kann die erste Steuerungseinrichtung 120 ausgebildet sein, die Ressourcendaten an die Vorrichtung 110 zu übermitteln, welche beispielsweise Informationen über unterstützte Bestückungspaletten, verfügbare Werkzeuge und Informationen über den oder die Bestückungsautomaten 130 der Fertigungsanlage 120, 130 umfassen können.

Die zweite Steuerungseinrichtung 160 des Fahrzeugherstellers 190 kann ausgebildet sein, eine Montage des Leitungssatzes 140 in einem Fahrzeug 180, insbesondere PKW 180, durch einen Automat bzw. Montageroboter 170 der Montageanlage 160, 170 zu steuern.

Die zentrale Vorrichtung 110 kann ausgebildet sein, basierend auf den Ressourcendaten der ersten Steuerungseinrichtung 120 sowie den Produktdaten und den Prozessdaten der zweiten Steuerungseinrichtung 160 die Fertigung des Leitungssatzes 140 steuern. Hierzu kann die zentrale Vorrichtung 110 ausgebildet sein, die optimale Fertigungskonfiguration 117 an die erste Steuerungseinrichtung 120 zu übermitteln, welche Fertigungsarbeitsschritte, beispielsweise ausführbaren Programmcode für den zumindest einen Bestückungsautomaten 130 der Fertigungsanlage 120, 130, und/oder Fertigungskomponenten definieren kann.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Vorrichtung 100, welche beispielsweise als ein Industrie-PC 100 ausgebildet sein kann, ferner eine in der Figur 1 nicht dargestellte Anzeigevorrichtung, insbesondere ein Display oder einen Monitor umfassen. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise ausgebildet sein, das virtuelles 2D-Modell des Leitungssatzes 140 und/oder das virtuelle 3D-Modell des Leitungssatzes 140 anzuzeigen. Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung des basierend auf der Fertigungskonfiguration 117 der Vorrichtung 110 hergestellten Leitungssatzes 140. Die optimale Fertigungskonfiguration 117 kann den Bestückungsautomaten 130 der Fertigungsanlage 120, 130 veranlassen oder einem Benutzer des Bestückungsautomaten 130 anweisen, zunächst auf der Bestückungspalette sogenannte Aufnahmevorrichtungen an definierte Positionen zu montieren und danach in die einzelnen Aufnahmevorrichtungen jeweils gleichartige oder verschiedene Steckverbinder 141a-c, 142a-c einzusetzen. Anschließend kann der Bestückungsautomat 130 ausgebildet sein, die elektrischen Leitungen 143a-c mit den Steckverbindern 141a-c, 142a-c zu verbinden. Die Steckverbinder 141a-c, 142a-c können eine der Anzahl von elektrischen Leitungen 143a-c entsprechende Anzahl oder eine davon abweichende Anzahl von Pins und/oder Kontaktteilen aufweisen.

Ferner kann die Fertigungsanlage 120, 130 eine oder mehrere weitere Einheiten und/oder Vorrichtungen (nicht gezeigt) aufweisen, wie etwa beispielsweise eine Vorrichtung zum Schneiden der elektrischen Leitungen 143a-c, eine Vorrichtung zum Anbringen von elektrischen Kontaktteilen und/oder einen Crimp-Automaten. In einer weiteren Ausführungsform können diese weiteren Einheiten und/oder Vorrichtungen in den Bestückungsautomaten 130 integriert sein.

Die mit den Steckverbindern 141 a-c, 142a-c verbundenen elektrischen Leitungen 143a-c können anschließend von der Bestückungspalette abgenommen und auf einem Baubrett (auch als Montagehilfe bezeichnet) insbesondere manuell oder auch automatisch ausgelegt werden.

Anschließend können die elektrischen Leitungen 143a-c weiterbearbeitet werden. Dies kann ein zumindest abschnittsweises Umwickeln der elektrischen Leitungen 143a-c (auch als Bandagieren bezeichnet) mit einem Material durch den Wicklungsautomat umfassen, um mehrere elektrische Leitungen 143a-c zu bündeln. In einer weiteren Ausführungsform können die elektrischen Leitungen 143a-c alternativ und/oder zusätzlich auf der Bestückungspalette weiterbearbeitet werden, insbesondere zumindest abschnittsweises mit einem Material durch den Wicklungsautomat umwickelt bzw. bandagiert werden, um mehrere elektrische Leitungen 143a-c zu bündeln. Ferner können die Halteeinrichtungen 145a-b an bestimmten Positionen der elektrischen Leitungen 143a-c angebracht werden. Die Halteeinrichtungen 145a-b können insbesondere unterschiedlich ausgestaltet sein, beispielsweise als Auflage für die elektrischen Leitungen 143a-c und/oder als Halter für die Steckverbinder 141a-c, 142a-c. Auf diese Weise entsteht basierend auf der optimalen Fertigungskonfiguration 117 ein Leitungssatz 140 mit einer definierten optimalen Struktur, der in das Fahrzeug 180 eingebaut werden kann.

Ferner kann die Fertigungsanlage 120, 130 wenigstens eine Prüfeinrichtung (nicht gezeigt) aufweisen, die ausgebildet ist, den bereitgestellten Leitungssatz 140 gegen die Produkt- und Prozessdaten des Fahrzeugherstellers 190 zu prüfen. Die Prüfeinrichtung kann eine oder mehrere Einheiten, Vorrichtungen usw. aufweisen, wie etwa eine Vorrichtung zur elektrischen Durchgangsprüfung, eine Vorrichtung zur Pin-Belegungsprüfung und dergleichen. Die Prüfeinrichtung kann mit der Vorrichtung 110 verbunden sein, um Prüf- und/oder Produktionsdaten zu dem Leitungssatz 140 elektronisch zur Verfügung zu stellen. Diese Daten können insbesondere dem Modul zum Maschinellen Lernen der Vorrichtung 110 zur Verfügung gestellt werden.

Die Fertigungsanlage 120, 130 kann ferner wenigstens eine Kennzeichnungseinrichtung (nicht gezeigt) aufweisen, die ausgebildet ist, eine maschinenlesbare Kennzeichnung an dem jeweiligen Steckverbinder 141a-c, 142a-c des positiv gegen die Produkt- und Prozessdaten des Fahrzeugherstellers 190 geprüften Leitungssatz 140 anzubringen, wobei die Kennzeichnung zumindest den zugeordneten Steckverbinder 141a-c, 142a-c eineindeutig identifizierbar macht. Beispielsweise kann die Kennzeichnung eine optisch erfassbare oder mittels Funktechnik erfassbare Kennzeichnung sein. Die Kennzeichnung 135 kann beispielsweise ein optischer Code, wie etwa ein Strichcode oder QR-Code, oder ein funkbasiertes Identifikationsmittel, wie etwa ein RFID-Tag oder RFID-Transponder sein. Die Kennzeichnung kann individuell für den jeweiligen Leitungssatz 140 und/oder die Leitungen des Leitungssatzes 140 und/oder die Steckverbinder 141 a-c, 142a-c, insbesondere computergestützt, generiert und angebracht werden. Die Verwendung eines Lasers zum Ausbilden der Kennzeichnung, durch z.B. Aufschäumen eines

Kunststoff materials eines Steckverbindergehäuses oder Carbonisieren, kann den Vorteil bieten, dass die Kennzeichnung besonders abriebfest ist. Alternativ oder zusätzlich, kann Kennzeichnungseinrichtung eine Etikettiereinrichtung, eine Klebevorrichtung oder ähnliches umfassen, um die Kennzeichnung in Form eines Etiketts oder ähnlichem anzubringen. Ferner kann die Fertigungsanlage 120, 130 eine elektronische Erfassungseinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, die zuvor angebrachte Kennzeichnung während oder nach einem Verbau des Leitungssatz 140 in dem Baubrett zu erfassen und entsprechende Erfassungsdaten insbesondere elektronisch bereitzustellen, die der Kennzeichnung zugeordnet sind. Je nach Ausgestaltung der Kennzeichnung, die auch mehrere der oben beschriebenen Technologien in sich kombinieren kann, kann es sich bei der Erfassungseinrichtung beispielsweise um eine oder mehrere Kameras, ein oder mehrere Funkmodule oder ähnliches handeln.

Ferner kann die erste Steuerungseinrichtung 120 eine computergestützte Auswerteeinrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, Ist-Erfassungsdaten der Kennzeichnung, wie sie von der Erfassungseinrichtung bereitgestellt werden, mit Soll-Spezifikationsdaten, insbesondere den Produkt- und Prozessdaten des Fahrzeugherstellers 190, beispielsweise in Echtzeit, abzugleichen und zu entscheiden, ob der Leistungssatz 140 korrekt verbaut wird oder nicht.

Ferner kann die erste Steuerungseinrichtung 120 und/oder die zweite Steuerungseinrichtung 160 eine Augmented-Reality (AR)-Einrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, anhand der Kennzeichnung Anweisungen für einen Benutzer, wie etwa einem Monteur für den herzustellenden oder zu montierenden Leitungssatz 140, auszugeben. Die eine oder mehrere ausgebbaren Anweisungen der AR-Einrichtung können beispielsweise eine Soll- Einbauposition eines oder mehrerer der Steckverbinder 141a-c, 142a-c des Leitungssatzes 140 oder ein Soll-Verlegeweg des Leitungssatzes 140 bzw. der Leitungen des Leitungssatzes 140 sein.

Die erste Steuerungseinrichtung 120 und/oder die zweite Steuerungseinrichtung 160 kann beispielsweise ausgebildet sein, basierend auf Daten der Auswerteeinrichtung und der AR- Einrichtung der zentralen Vorrichtung 110 Feedback-Informationen zu übermitteln. Die zentrale Vorrichtung 110 kann ausgebildet sein, basierend auf den Feedback-Informationen die Fertigungskonfiguration 117 anzupassen. Insbesondere kann das Modul zum Maschinellen Lernen basierend auf den Feedback- Informationen trainiert werden.

Die Figur 3 zeigt in einem Flussdiagramm ein Verfahren 300 zum Bestimmen der Fertigungskonfiguration 117 zum Konfigurieren der Fertigungsanlage 120, 130 zum Fertigen des Leitungssatzes 140, insbesondere des Leitungssatzes 140 für das Fahrzeug 180, wobei der Leitungssatz 140 eine Vielzahl von Steckverbindern 141 a-c, 142a-c und eine Vielzahl von elektrischen Leitungen 143a-c zum Verbinden der Vielzahl von Steckverbindern 141a-c, 142a-c umfasst.

Das Verfahren 300 umfasst einen Schrittes 301 des Bestimmens einer optimalen Fertigungskonfiguration (bzw. Bestückungskonfiguration) zum Konfigurieren der Fertigungsanlage 120, 130, insbesondere des Bestückungsautomaten, zum Fertigen, d.h. Herstellen, des Leitungssatzes 140 auf der Grundlage eines virtuellen 3D-Modells des Leitungssatzes 140, welches den Leitungssatz 140 auf dem Baubrett und somit dem im Fahrzeug 180 eingebauten Leitungssatz 140 beschreibt, wobei die Fertigungskonfiguration 117, welche Fertigungsarbeitsschritte und/oder Fertigungskomponenten definieren kann, (i) für die Vielzahl von Steckverbindern eine jeweilige Steckposition auf einer Bestückungspalette der Fertigungsanlage 120, 130, welche einer Vielzahl von Steckpositionen aufweist, (ii) für die Vielzahl von elektrischen Leitungen 143a-c eine jeweilige Länge der elektrischen Leitung 143a-c und/oder (iii) für die Vielzahl von elektrischen Leitungen 143a-c eine Einsteckreihenfolge in die Vielzahl von Steckverbindern 141 a-c, 142a-c definiert.

Bezugszeichenliste

100 System

110 Vorrichtung

111 Prozessoreinrichtung der Vorrichtung

113 Kommunikationsschnittstelle der Vorrichtung

115 Speicher der Vorrichtung

117 Fertigungskonfiguration

120, 130 Fertigungsanlage

120 Steuerungseinrichtung der Fertigungsanlage

130 Bestückungsautomat

140 Leitungssatz

141 a-c, 142a-c Steckverbinder

143a-c Elektrische Leitungen

145a-b Halteeinrichtung

150 Kommunikationsnetzwerk

160, 170 Montageanlage

160 Steuerungseinrichtung der Montageanlage

170 Montageroboter

180 Fahrzeug

190 Fahrzeughersteller

300 Verfahren zum Bestimmen einer Fertigungskonfiguration

301 Verfahrensschritt des Verfahrens