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Patent Searching and Data


Title:
MOUNTING OF A PRODUCT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/178031
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a provision of an instruction (1) which relates to the mounting of a product (3). To this end, product data (4) is received, which is characteristic for one or more boundary conditions of the mounting of the product (3). Moreover, mounting data (5) is received, which is characteristic for a mounting arrangement (2) for mounting the product (3). Depending on the product data (4) and the mounting data (5), the instruction (1) is determined, which is then output.

Inventors:
BOSCHERT STEFAN (DE)
GONNERMANN CLEMENS (DE)
LEIBER DARIA (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/054425
Publication Date:
September 10, 2020
Filing Date:
February 20, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
G06Q10/06; G06Q50/04
Foreign References:
US20190057548A12019-02-21
US20020123812A12002-09-05
US6725184B12004-04-20
DE102016103771A12017-09-07
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Claims:
Patentansprüche

1. Computerimplementiertes Verfahren (100) zum Bereitstellen einer Anweisung (1), welche eine Montage eines Produktes (3) betrifft,

wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

Empfangen (110) von Produktdaten (4), welche für eine oder mehrere Randbedingungen der Montage des Produktes (3) kenn zeichnend sind,

Empfangen (115) von Montagedaten (5), welche für eine Monta geanordnung (2) zur Montage des Produkts (3) kennzeichnend sind,

Ermitteln (120) der Anweisung (1) abhängig von den Produktda ten (4) und den Montagedaten (5),

Ausgeben (130) der Anweisung (1),

wobei die Montagedaten (5) Informationen umfassen, welche ei ne Fähigkeit zur Montage des Produktes (3) mittels Betriebs mitteln (7a-7h, 8a-8h) einer oder mehrerer Montagestationen

(6a-6h) der Montageanordnung (2) definieren, wobei die Anwei sung (1) Informationen bezüglich einer Designänderung des Produktes (3) betrifft, um die durch die Produktdaten (4) ge kennzeichneten eine oder mehreren Randbedingungen an die durch die Montagedaten (5) gekennzeichnete Fähigkeit zur Mon tage des Produktes (3) anzupassen.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Ermitteln (120) der Anweisung (1) ein Abgleichen zwischen den Produktdaten (4) und den Montagedaten (5) um fasst, um dadurch einen durch die eine oder mehreren Randbe dingungen spezifizierten und von der Montageanordnung (2) nicht durchführbaren Montagevorgang zu bestimmen.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Ermitteln (120) der Anweisung (1) eine Mehrkörpersi mulation umfasst, mit welcher Bewegungen von Betriebsmitteln (7a-7h, 8a-8h) der Montageanordnung (2) zusammen mit Bautei- len (9a-9h, 21) des Produktes (3) bei der Montage des Produk tes (3) in Abhängigkeit von der einen oder den mehreren Rand bedingungen simuliert werden, um eine Kollisionsprüfung zu realisieren, um dadurch einen von der Montageanordnung (2) nicht durchführbaren Montagevorgang zu bestimmen.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Ermitteln (120) der Anweisung (1) ein Kategorisieren des nicht durchführbaren Montagevorgangs umfasst, um ein Fehlerbild zu bestimmen, welches einen Grund umfasst, weshalb der Montagevorgang nicht durchführbar ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Ermitteln (120) der Anweisung (1) ein regelbasiertes Bestimmen einer Designänderung ausgehend von dem Fehlerbild umfasst, um dadurch die Produktdaten (4) an die Montagedaten (5) anzupassen.

6. Vorrichtung, welche zum Bereitstellen einer Anweisung (1) ausgestaltet ist, die eine Montage eines Produkts (3) be trifft,

wobei die Vorrichtung (16) umfasst:

eine erste Empfangseinrichtung (17), welche ausgestaltet ist, um Produktdaten (4) zu empfangen, die für eine oder mehrere Randbedingungen der Montage des Produkts (3) kennzeichnend sind,

eine zweite Empfangseinrichtung (18), welche ausgestaltet ist, um Montagedaten (5) zu empfangen, die für eine Monta geanordnung (2) zur Montage des Produkts (3) kennzeichnend sind,

eine Ermittlungseinrichtung (19), welche ausgestaltet ist, um abhängig von den Produktdaten (4) und den Montagedaten (5) die Anweisung (1) zu ermitteln, und

eine Ausgabeeinrichtung (20), welche ausgestaltet ist, um die Anweisung (1) auszugeben, wobei die Montagedaten (5) Informationen umfassen, welche ei ne Fähigkeit zur Montage des Produktes (3) mittels Betriebs mitteln (7a-7h, 8a-8h) einer oder mehrerer Montagestationen

(6a-6h) der Montageanordnung (2) definieren,

wobei die Anweisung (1) Informationen bezüglich einer De signänderung des Produktes (3) betrifft, um die durch die Produktdaten (4) gekennzeichneten eine oder mehreren Randbe dingungen an die durch die Montagedaten (5) gekennzeichnete Fähigkeit zur Montage des Produktes (3) anzupassen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, welche zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-5 ausgestaltet ist.

8. Computerprogrammprodukt, welches ein Programm umfasst und direkt in einen Speicher (22) einer programmierbaren Vorrich tung (16) ladbar ist, mit Programm-Mitteln, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-5 auszuführen, wenn das Programm in der Vorrichtung (16) ausgeführt wird. 9. Elektronisch lesbarer Datenträger mit darauf gespeicherten elektronisch lesbaren Steuerinformationen, welche derart aus gestaltet sind, dass sie bei Verwendung des Datenträgers in einer Vorrichtung (16) das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5 durchführen.

Description:
Beschreibung

Montage eines Produktes

Die vorliegende Erfindung betrifft die Bereitstellung einer Anweisung bezüglich der Montage oder Erstellung eines Produk tes .

Der letzte wertschöpfende Schritt bei der Produktion ist die Montage des Produkts, wobei dieser Schritt einen erheblichen Teil der Kosten bei der Produktion verursacht. Die Höhe die ser Kosten wird jedoch zum größten Teil durch die Entwicklung des Produktes verursacht und wird erst während der Montage konkret ersichtlich. Dabei stellt die zunehmende Anzahl von kundenindividuellen Produkten die Unternehmen vor zusätzliche Herausforderungen bezüglich der Planung der Montage. Die Mon tageabläufe lassen sich schwer standardisieren, wenn die Pro dukte in geringen Losgrößen produziert werden und sich die einzelnen Vorgänge auf der Montagelinie aufgrund der sich häufig ändernden zu produzierenden Produkte ständig ändern. Darüber hinaus erschweren individuelle Montageprozesse die Planung der Montage zusätzlich und sorgen dafür, dass die Vorbereitung der Produktion sehr zeit- und kostenaufwändig ist. Erschwerend kommt hinzu, dass die zu produzierenden Pro dukte und die bestehenden Montagelinien oftmals nicht aufei nander abgestimmt sind, so dass die Zuordnung von Montageauf gaben (Anforderungen des Produktes hinsichtlich der Montage) zu den Betriebsmitteln (d.h. Fähigkeiten der Montagelinie o- der Montageanordnung) nicht ohne Anpassungen erfolgen kann.

Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, die Montage eines Produktes möglichst ressourcenschonend und ef fektiv zu realisieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Bereitstellen einer Anweisung, welche eine Montage eines Pro duktes betrifft, nach Anspruch 1, durch eine Vorrichtung nach Anspruch 6, durch ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 8 und durch einen elektronisch lesbaren Datenträger nach An spruch 9 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevor zugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Er findung .

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bereitstellen einer Anweisung, welche eine Montage eines Pro duktes betrifft, bereitgestellt. Dabei umfasst das Verfahren folgende Merkmale:

• Empfangen von Produktdaten, welche für eine oder für

mehrere Randbedingungen bei der Montage des Produktes kennzeichnend sind. Dabei umfassen die Produktdaten oder Randbedingungen insbesondere Anforderungen des Produktes bezüglich seiner Montage.

• Empfangen von Montagedaten, welche für eine Montagean ordnung zur Montage des Produkts kennzeichnend sind. Die Montagedaten definieren insbesondere Eigenschaften oder Fähigkeiten der Montageanordnung hinsichtlich der Monta ge des Produkts.

• Automatisches Ermitteln der Anweisung in Abhängigkeit von den Produktdaten und den Montagedaten. In diesem Schritt wird insbesondere überprüft, ob die Produktdaten und die Montagedaten ohne Änderung in Einklang gebracht werden können. Falls die Produktdaten und die Montageda ten nicht in Einklang gebracht werden können, werden Än derungen insbesondere der Produktdaten und möglicher weise auch der Montagedaten bestimmt, wobei diese Ände rungen die Basis der zu ermittelnden Anweisung darstel len .

• Ausgabe der Anweisung. Durch die Ausgabe der Anweisung können die vorab bestimmten Änderungen durchgeführt wer den bzw. kann die Durchführung der Änderungen initiiert werden . • Die Montagedaten umfassen dabei Informationen, welche eine Fähigkeit zur Montage des Produkts mittels Be triebsmitteln einer oder mehrerer Montagestationen der Montageanordnung definieren.

• Die Anweisung betrifft dabei Informationen bezüglich ei ner Designänderung des Produktes, um die durch die Pro duktdaten gekennzeichneten eine oder mehreren Randbedin gungen an die durch die Montagedaten gekennzeichnete Fä higkeit zur Montage des Produktes anzupassen.

Indem die durchzuführenden Änderungen insbesondere der Pro duktdaten möglichst ressourcenschonend (z. B. mit minimalen Änderungen am Produkt) durchgeführt werden, wird erfindungs gemäß die oben gestellte Aufgabe gelöst.

Unter Montagedaten werden insbesondere Informationen verstan den, welche Spezifikationen betreffend der Montageanordnung, die eine oder mehrere Montagestationen umfasst, umfassen. Diese Spezifikationen beschreiben die Eigenschaften der Mon tagestationen oder Betriebsmittel hinsichtlich der Montage eines Produkts. Dabei können die Betriebsmittel auch Beförde rungsmittel zur Beförderung des Produkts zwischen Montagesta tionen umfassen. Diese Informationen oder Spezifikationen be schreiben beispielsweise die Fähigkeit einer Montagestation der Montageanordnung, das zu erstellende Produkt oder ein Zwischenprodukt dieses Produkts zu halten, zu drehen oder an derweitig zu bewegen.

Anders ausgedrückt beschreiben die Montagedaten die Fähigkei ten der Betriebsmittel der Montageanordnung. Diese Fähigkei ten umfassen beispielsweise u.a. Bewegungseigenschaften (z.B. Geschwindigkeit) der Betriebsmittel, Greifeigenschaften (z.B. Greifspanne, Traglast) der Betriebsmittel und/oder Schraubei genschaften (z. B. Drehmomente) der Betriebsmittel.

Die Produktdaten können Informationen oder Spezifikationen bezüglich einer räumlichen Struktur (z. B. Abmessungen oder das Gewicht des Produkts) im Endstadium oder in einem Zwi schenstadium des zu erstellenden Produkts beschreiben. Die Informationen oder Spezifikationen können sich auch auf eine räumliche Struktur einzelner Bauelemente bzw. Bauteile des zu erstellenden Produktes oder auf eine Verbindungsfähigkeit der verschiedenen Bauteile des Produkts beziehen. Darüber hinaus können die Informationen oder Spezifikationen angeben, in welcher Reihenfolge die verschiedenen Bauteile des zu erstel lenden Produkts verbunden und/oder zusammengebaut werden kön nen, um das Produkt zu montieren. Des Weiteren können die Produktdaten Zeitanforderungen z. B. beim Aufträgen einer La ckierung oder eines Klebstoffs auf das Produkt umfassen.

Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform be trifft die Anweisung Informationen bezüglich einer Designän derung des Produkts, um dadurch die durch die Produktdaten gekennzeichneten ein oder mehreren Randbedingungen an die durch die Montagedaten gekennzeichneten Fähigkeit zur Montage des Produktes anzupassen.

Gemäß dieser Ausführungsform können nur die Produktdaten der art geändert werden, dass anschließend (nach der Änderung) das Produkt mit der Montageanordnung hergestellt werden kann, ohne dass auch die Montagedaten (d.h. die Montageanordnung oder die Betriebsmittel) geändert werden müssen.

Erfindungsgemäß kann das Ermitteln der Anweisung ein Abglei chen zwischen den Produktdaten und den Montagedaten umfassen, um dadurch einen durch die ein oder mehreren Randbedingungen spezifizierten und von der Montageanordnung nicht durchführ baren Montagevorgang zu bestimmen. Mit anderen Worten wird ein Anforderungs-Fähigkeiten-Abgleich zwischen den (Montage prozess-) Anforderungen des Produkts (Produktdaten) und den Fähigkeiten der Betriebsmittel (Montagedaten) durchgeführt, um nicht durchführbare Montagevorgänge zu identifizieren.

Die durch diesen Anforderungs-Fähigkeiten-Abgleich gewonnenen Informationen werden verwendet, um insbesondere das Produkt und somit die zur Montage des Produkts notwendigen Montage vorgänge an die Montageanordnung oder Montagelinie anzupas sen .

Insbesondere die Anforderungen des Produktes hinsichtlich seiner Montage definieren bestimmte Montagevorgänge, welche zur Montage des Produkts notwendig sind. Durch das vorab be schriebene Abgleichen werden nun diejenigen dieser Montage vorgänge bestimmt, welche von der Montageanordnung (d.h. von ihren Betriebsmitteln) nicht bezüglich der Montage dieses Produkts durchgeführt werden können. Um das Produkt dennoch montieren zu können, können die Produktdaten derart geändert werden, dass entweder der vor der Änderung nicht durchführba re Montagevorgang nach der Änderung durchgeführt werden kann oder dass der vor der Änderung nicht durchführbare Montage vorgang zur Montage des Produkts nicht mehr erforderlich ist.

Das Abgleichen zwischen den Produktdaten und den Montagedaten bzw. der Anforderungs-Fähigkeiten-Abgleich kann quantitative und qualitative Analysen sowie Simulationen zur Überprüfung auf Kollisionsfreiheit umfassen. Bei diesen quantitativen und qualitativen Analysen werden insbesondere Parameter der zur Montage des Produkts erforderlichen Montagevorgänge mit Para metern der Betriebsmittel der Montageanordnung verglichen.

Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform um fasst das Ermitteln der Anweisung eine Mehrkörpersimulation, mit welcher Bewegungen von Betriebsmitteln der Montageanord nung zusammen mit Bauteilen des Produktes bei der Montage des Produktes abhängig von der einen oder den mehreren Randbedin gungen simuliert werden. Durch diese Mehrkörpersimulation wird eine Kollisionsprüfung realisiert, um dadurch einen von der Montageanordnung nicht durchführbaren Montagevorgang zu bestimmen .

Anhand der Mehrkörpersimulation werden die Bewegungen der Be triebsmittel und des Produktes bzw. der Bauteile des Produk tes während der Montage des Produktes simuliert. Beispiels- weise wird das Hinkommen eines Betriebsmittels (z.B. eines Greifers oder Schraubers) oder das Zurückholen eines Be triebsmittels oder die Veränderung eines Betriebsmittels beim Greifen oder Loslassen des Produkts simuliert. Falls die Mehrkörpersimulation eine Kollision erkennt, kann durch die Mehrkörpersimulation auch die Position der Kollision, die Orientierung der an der Kollision beteiligten Objekte sowie das Volumen der Überschneidung aufgrund der Kollision ermit telt werden, um dadurch Informationen hinsichtlich des nicht durchführbaren Montagevorgangs zu erzeugen, welche bei der Bestimmung eines Fehlerbilds oder bei der Bestimmung von De signänderungen hilfreich sind.

Das Ermitteln der Anweisung kann auch ein Kategorisieren des nicht durchführbaren Montagevorgangs umfassen, um ein Fehler bild zu bestimmen, welches einen Grund umfasst, weshalb der Montagevorgang nicht durchführbar ist.

Beispielsweise mithilfe des Anforderungs-Fähigkeiten-Ab- gleichs eines Montageplans werden individuelle Probleme ein zelner Montagevorgänge identifiziert, welche für die Produk tion bzw. Montage des Produkts erforderlich sind. Mithilfe der Kategorisierung der Informationen, die aus diesem Anfor- derungs-Fähigkeiten-Abgleich gewonnen werden, kann das

Fehlerbild spezifiziert werden. Dieses Fehlerbild beinhaltet im Wesentlichen den Grund, weshalb ein bestimmter Montagevor gang nicht durchführbar ist, und weitere relevante Informati onen zum Fehlerfall bzw. nicht durchführbaren Montagevorgang.

Dabei können grob folgende Kategorien berücksichtigt werden:

• Der Montagevorgang kann aufgrund von Abmessungen eines Bauteils oder eines Zwischenprodukts des zu montierenden Produkts oder des Produkts selbst nicht durchgeführt werden, was als Bauteilfehler bezeichnet wird. Ein Bau teilfehler liegt insbesondere vor, wenn es aufgrund der Abmessungen des Bauteils oder des Zwischenprodukts nicht möglich ist, das Bauteil bei einem Montagevorgang zu transportieren oder bereitzustellen.

• Der Montagevorgang kann aufgrund einer Kollision eines Betriebsmittels mit einem Bauteil des Produkts nicht durchgeführt werden, was als Kollisionsfehler bezeichnet wird .

• Der Montagevorgang kann aufgrund einer nicht vorhandenen Fähigkeit eines Betriebsmittels nicht durchgeführt wer den, was als Betriebsmittelfehler bezeichnet wird.

Die Kategorie Bauteilfehler kann weiter in Unterkategorien aufgeteilt werden, wie z.B. Bauteil/Zwischenprodukt/Produkt- Breite/Tiefe/Länge/Höhe ist zu klein/groß.

Die Kategorie Kollisionsfehler kann weiter in Unterkategorien aufgeteilt werden, wie z.B. Betriebsmittel kollidiert mit dem zu handhabenden Bauteil oder mit einem nicht zu handhabenden Bauteil .

Die Kategorie Betriebsmittelfehler kann weiter in Unterkate gorien aufgeteilt werden, wie z.B. Drehmoment oder Toleranz ist zu klein/groß oder Schraubkategorie ist zu niedrig/hoch oder die Greifspanne eines Betriebsmittels stimmt nicht mit dem Abstand der zugehörigen Greifpunkte am Produkt überein.

Es ist auch möglich, dass ein nicht durchführbarer Montage vorgang verschiedenen Kategorien zugeordnet werden kann. Wenn beispielsweise eine Kollisionsanalyse der Mehrkörpersimulati on zu dem Ergebnis kommt, dass die Toleranz einer Schraube des Produkts nicht mit der Toleranz des eingesetzten Be triebsmittels zusammenpasst, kann dies als Bauteilfehler oder als Betriebsmittelfehler kategorisiert werden.

Die Kategorisierung eines nicht durchführbaren Montagevor gangs kann über verschiedene Methoden, wie beispielsweise On- tologien, durchgeführt werden. Indem die Kategorisierung über Ontologien (z.B. eine Onto logiestruktur mit Instanzen) durchgeführt wird, können zu sätzlich bestehende und erzeugte Wissensbestände verknüpft und zugeordnet werden, wobei diese Wissensbestände durch Ana lysen und Simulationen einzelner Montagevorgänge des Produkts mit der vorgegebenen Montageanordnung erzeugt und kategori siert sind. Die Kategorisierung der nicht durchführbaren Mon tagevorgänge und damit der Fehlerbilder ermöglicht die Er mittlung der Ursache bzw. des Grundes, warum der jeweilige Montagevorgang nicht durchgeführt werden konnte. Anhand des Grundes kann dann eine Änderung insbesondere der Produktdaten ermittelt werden, wobei mit dieser Änderung der vorher nicht durchführbare Montagevorgang nunmehr durchführbar ist oder nicht mehr benötigt wird.

Durch das Abgleichen zwischen den Produktdaten und den Monta gedaten bzw. durch den Anforderungs-Fähigkeiten-Abgleich z.B. eines Montageplans werden individuelle Probleme einzelner Montagevorgänge identifiziert. Mit Hilfe der Kategorisierung der nicht durchführbaren Montagevorgänge oder mit Hilfe der Informationen, die aus diesem Anforderungs-Fähigkeiten- Abgleich gewonnen werden, kann das Fehlerbild spezifiziert werden. Dieses Fehlerbild beinhaltet den Grund, weshalb ein Montagevorgang nicht durchführbar ist, und weitere relevante Informationen zum Fehlerfall (d.h. zum nicht durchführbaren Montagevorgang) .

Zur Ermittlung der Anweisung kann ein regelbasiertes Bestim men einer Designänderung des Produkts ausgehend von dem kate gorisierten Fehlerbild durchgeführt werden, um durch die De signänderung die Produktdaten an die Montagedaten anzupassen. Mit anderen Wort wird die Designänderung abhängig von der Ka tegorie (und/oder Unterkategorie (siehe unten)) durchgeführt, zu welcher das Fehlerbild oder der nicht durchführbare Monta gevorgang gehört. Dabei kann die Designänderung des Produkts eine Modifikation eines Bauteils des Produkts oder eine Änderungen von Eigen schaften eines Bauteils des Produkts umfassen. Die Modifika tion (als z.B. vorgegebene Möglichkeit der Anpassung der Pro duktdaten an die Montagedaten) kann eine Materialänderung, eine Oberflächenänderung, eine Volumenänderung jeweils des Produkts und/oder einen Bauteiltausch umfassen. Dabei wird unter einem Bauteiltausch verstanden, dass das Produkt an stelle eines bestimmten Bauteils mit einem anderen Bauteil montiert wird, als es vorher geplant war. Das bestimmte Bau teil wird durch das andere Bauteil ausgetauscht. Die Änderung von Eigenschaften kann die Änderung eines Typs eines Bauteils (z.B. anderer Schraubentyp) und/oder die Änderung einer Ei genschaft des Bauteils (z.B. anderer Gewindedurchmesser) um fassen .

Mit anderen Worten lassen sich regelbasiert die kategorisier ten Fehlerbilder einzelnen Arten von Designänderungen, wie beispielsweise Material-, Oberflächen-, Volumenänderungen, zuordnen. Der aufgrund der Vielzahl an veränderbaren Parame tern zunächst sehr große, multidimensionale Lösungsraum an potentiellen Designänderungen wird insbesondere durch die Ka- tegorisierung (des Fehlerbilds) somit strukturiert und einge schränkt. Basierend auf diesem strukturierten und einge schränkten Lösungsraum lassen sich automatisiert Handlungs empfehlungen für Designänderungen generieren.

Die regelbasierte Bestimmung der Designänderung kann zusätz lich weitere Informationen aus dem Abgleichen zwischen den Produktdaten und den Montagedaten (d.h. dem Anforderungs- Fähigkeiten-Abgleich) (z.B. anhand von Analysen und Simulati onen der Montageaufgaben ermittelte Information) und aus dem originalen CAD-Modell verwenden.

Ein positiver Aspekt bei der Verwendung eines regelbasierten Expertensystems, mit welchem regelbasiert die Designänderung bestimmt wird, liegt in der Nachverfolgbarkeit. Bereits exis tentes und validiertes Wissen zur montagegerechten Produktge- staltung wird hierbei zielgerichtet für spezifische Problem stellungen verwendet, um individuelle Montageaufgaben pro duktseitig anzupassen.

Das regelbasierte Bestimmen der Designänderung kann geneti sche Algorithmen, Loss-Funktionen (z.B. mit dem Ziel, mög lichst geringe Materialveränderungen am Produkt vorzunehmen) oder selbstlernende Algorithmen umfassen.

Anders ausgedrückt kann der Lösungsraum der potentiellen De signänderungen zusätzlich über unterschiedliche Methoden der Optimierung, wie z.B. den genetischen Algorithmen oder Loss- Funktionen innerhalb eines neuronalen Netzes eingegrenzt wer den, um dadurch automatisiert die Designänderung ausgehend von dem Fehlerbild zu ermitteln. Mithilfe der selbstlernenden Algorithmen kann somit ein neuronales Netz prozess- und/oder produktionssystemspezifische Designänderungen innerhalb die ses Lösungsraums identifizieren.

Das regelbasierte Bestimmen der Designänderung ausgehend von dem Fehlerbild bedeutet quasi, dass Regeln für das automati sierte Ableiten von Designänderungen abhängig von dem Fehler bild ausgeführt werden. Diese Regeln können z.B. mit einer Wissensdatenbank, welche zahlreiche mögliche Designänderungen des Produkts für bestimmte Kategorien oder Fehlerbilder um fasst, arbeiten. Damit wird ein multikriterielles Problem mit Hilfe strukturierter Daten (dem kategorisierten Fehlerbild) beispielsweise mittels eines neuronalen Netzes gelöst.

Beispielsweise ein Kollisionsfehler liegt erst dann vor, wenn es nicht möglich ist, die Kollision des Betriebsmittels mit dem Bauteil des Produkts durch andere Bewegungspfade und/oder Orientierungen des Betriebsmittels relativ zum Bauteil bei einem durchzuführenden Montagevorgang zu verhindern. Die dann vorzunehmende Designänderung zur Beseitigung dieses Kollisi onsfehlers kann beispielsweise die Außenausmaße des Bauteils derart ändern (in der Regel verkleinern), dass durch diese Designänderung dann keine Kollision mehr zwischen dem Bauteil und dem zur Durchführung des Montagevorgangs erforderlichen Betriebsmittels mehr bei dem Montagevorgang auftritt.

Erfindungsgemäß ist es möglich, dass die von der Anweisung initiierten Änderungen (insbesondere an den Produktdaten) erst dann durchgeführt werden, wenn diese Änderungen durch einen Benutzer autorisiert oder freigegeben werden. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Anweisung nur ausgegeben wird, wenn diese Ausgabe durch den Benutzer autorisiert oder freigegeben wird.

Mit anderen Worten besteht die Möglichkeit, die Handlungsemp fehlungen zur Produktdesignänderung durch die Bestätigung ei nes Benutzers (z.B. des Montageplaners) automatisch umzuset zen, indem dieser Benutzer beispielsweise die Ausgabe der An weisung autorisiert oder freigibt, was dann automatisch aus gehend von der Anweisung zu der entsprechenden Designänderung führt .

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrich tung bereitgestellt, welche ausgestaltet ist, um eine Anwei sung bereitzustellen, die eine Erstellung eines Produkts be trifft. Diese erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst:

• Eine erste Empfangseinrichtung, welche ausgestaltet ist, um Produktdaten zu empfangen, die für ein oder mehrere Randbedingungen der Montage des Produkts kennzeichnend sind .

• Eine zweite Empfangseinrichtung, welche ausgestaltet

ist, um Montagedaten zu empfangen, die für eine Monta geanordnung zur Montage des Produkts kennzeichnend sind.

• Eine Ermittlungseinrichtung, welche ausgestaltet ist, um abhängig von den Produktdaten und den Montagedaten die Anweisung zu ermitteln. • Eine Ausgabeeinrichtung, welche ausgestaltet ist, um die Anweisung auszugeben.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.

Des Weiteren beschreibt die vorliegende Erfindung ein Compu terprogrammprodukt, insbesondere eine Software, welche man in einen Speicher einer programmierbaren Vorrichtung bzw. einer Recheneinheit laden kann. Mit diesem Computerprogrammprodukt können alle oder verschiedene vorab beschriebene Ausführungs formen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt in der Vorrichtung läuft. Dabei benötigt das Computerprogrammprodukt eventuell Pro grammmittel, z.B. Bibliotheken und Hilfsfunktionen, um die entsprechenden Ausführungsformen des Verfahrens zu realisie ren. Mit anderen Worten soll mit dem auf das Computerpro grammprodukt gerichteten Anspruch insbesondere eine Software unter Schutz gestellt werden, mit welcher eine der oben be schriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfah rens ausgeführt werden kann bzw. welche diese Ausführungsform ausführt. Dabei kann es sich bei der Software um einen Quell code (z.B. C++), der noch compiliert und gebunden oder der nur interpretiert werden muss, oder um einen ausführbaren Softwarecode handeln, der zur Ausführung nur noch in die ent sprechende Recheneinheit bzw. Vorrichtung zu laden ist.

Schließlich offenbart die vorliegende Erfindung einen elekt ronisch lesbaren Datenträger, z.B. eine DVD, ein Magnetband, eine Festplatte oder einen USB-Stick, auf welchem elektro nisch lesbare Steuerinformationen, insbesondere Software (vgl. oben), gespeichert ist. Wenn diese Steuerinformationen (Software) von dem Datenträger gelesen und in eine Vorrich tung bzw. Recheneinheit umgesetzt werden, können alle erfin dungsgemäßen Ausführungsformen des vorab beschriebenen Ver fahrens durchgeführt werden. Die vorliegende Erfindung präsentiert ein Vorgehen für die Montageplanung, um eine effizientere und ressourcenschonende- re Montage eines Produkts zu ermöglichen. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Arbeitsplanung bzw. Montageplanung ei nes neuen Produkts für eine bereits bestehende Montagelinie oder Montageanordnung. Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung von Umrüstungs- und Rekonfigurationsaufwänden (d.h. Anpassungen der Montageanordnung) an ein neues zu mon tierendes Produkt. Stattdessen soll produktionssystemspezi fisch das zu montierende Produkt (an die Montageanordnung) angepasst werden, so dass keine aufwändigen Rekonfigurationen der Montageanordnung durchgeführt werden müssen.

Die Anforderungen eines Produkts hinsichtlich seiner Montage vorgänge lassen sich ebenso wie die Fähigkeiten der zur Mon tage erforderlichen Betriebsmittel über sogenannte Skills be schreiben. Diese Skills werden über individuelle Parameter weiter spezifiziert. Die Skills der Betriebsmittel können darüber hinaus kombiniert werden, um komplexere, zusammenge setzte Montagevorgänge zu erzeugen.

Durch die vorliegende Erfindung werden Rekonfigurationen und Umrüstungen von Montageanordnungen oder Montagelinien vermie den, was zu einer Zeit- und Kostenersparnis bei der Montage führt. Der Konstrukteur wird ebenfalls unterstützt, so dass Produktkosten eingespart werden können. Dem Kunden können ne ben Angeboten eines Produkts mit einkalkuliertem Rekonfigura tionsaufwand der Montageanordnung auch günstige Produktions angebote mit einem an die jeweilige Montageanordnung ange passten Produktdesign vorgelegt werden. Dadurch können dem Kunden kostengünstigere Angebote gemacht oder eine effizien tere Nutzung der Produktionsanlage erzielt werden.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand erfin dungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben. In Fig. 1 ist schematisch ein Produkt dargestellt, welches mittels einer Montageanordnung montiert werden kann.

In Fig. 2 ist eine Montageanordnung zur Montage des in Fig. 1 dargestellten Produkts schematisch dargestellt.

In Fig. 3 ist ein Programmablaufdiagramm zum Bereitstellen einer Anweisung zur Montage des in Fig. 1 dargestellten Pro dukts dargestellt.

In Fig. 4 ist eine Vorrichtung zum Bereitstellen einer eine Montage des in Fig. 1 dargestellten Produkts betreffenden An weisung schematisch dargestellt.

In Fig. 1 ist ein Produkt 3 schematisch dargestellt, welches mittels eines Montageablaufs erstellt werden kann, welcher durch eine Montageanordnung realisiert wird. Dabei basiert der Montageablauf oder die Montage des Produkts auf einer be- reitgestellten Anweisung 1 (siehe Fig. 4) .

Das zu montierende Produkt 3 besteht aus zahlreichen Bautei len 9a-9h. Gemäß den Produktdaten 4 des Produkts 3 müssen die Bauteile 9c-9e an dem Bauteil 9a angebracht werden, während die Bauteile 9f-9h an dem Bauteil 9b anzubringen sind, bevor das Bauteil 9b mittels Befestigungsmitteln 21 an dem Bauteil 9a zu befestigen ist.

Diese Produktdaten oder Anforderungen des Produkts können sich beispielsweise dadurch ergeben, dass durch das Anbringen des Bauteils 9b an dem Bauteil 9a mittels der Befestigungs mittel 21 der Anbringungsbereich, in welchem die Bauteile 9c bis 9h an dem Bauteil 9a bzw. 9b angebracht sind, versiegelt wird und somit für weitere Montageschritte nicht mehr zugäng lich ist.

In einem solchen Fall kann es erforderlich und/oder zielfüh rend sein, dass im Rahmen einer Vormontage ein erstes Zwi schenprodukt, welches die Bauteile 9a, 9c, 9d und 9e enthält, sowie ein zweites Zwischenprodukt, welches die Bauteile 9b, 9f, 9g und 9h enthält, erstellt werden. Erst nach der Vormon tage der beiden Zwischenprodukte werden die beiden Zwischen produkte mit den Befestigungsmitteln 21 verbunden. Dagegen kann die Reihenfolge, in denen die Bauteile 9a, 9c, 9d und 9e am ersten Zwischenprodukt und die Bauteile 9b, 9f, 9g und 9h am zweiten Zwischenprodukt befestigt werden, frei gewählt werden und stellen somit potentielle Designänderungen bei der Montage des Produkts dar, um die Produktdaten an die Montage daten anzupassen.

In Fig. 2 ist die Montageanordnung 2 dargestellt, mit welcher das in Fig. 1 dargestellte Produkt 3 montiert wird. Die Mon tageanordnung 2 umfasst mehrere Montagestationen 6a-6h, wel che jeweils ein Montagezubehör 7a-7h aufweisen. Die Montage stationen 6a-6d und 6h bilden eine Hauptlinie 11, mit welcher eine Endmontage des Produkts durchgeführt werden kann, wäh rend die Montagestationen 6e-6f eine Nebenlinie 13 bilden, mit welcher eine Vormontage des Produkts 3 durchgeführt wer den kann.

Die Montagestationen 6a-6h können mit Beförderungsmitteln 8a- 8g verbunden sein, mit welchen das Produkt oder Bauteile des Produkts befördert oder bewegt werden können. Das Montagezu behör 7a-7h und die Beförderungsmittel 8a-8g sind Betriebs mittel der Montageanordnung 2. Die Fähigkeiten dieser Be triebsmittel und damit der Montageanordnung 2 bilden die Mon tagedaten 5, während Informationen bezüglich des Vorliegens der Hauptlinie 11 und der Nebenlinie 13 Strukturdaten 10 bil den, welche allerdings auch Teil der Montagedaten sein kön nen .

In Fig. 3 ist der Flussplan für ein Verfahren 100 zum Bereit stellen einer Anweisung 1, welche eine Montage des Produktes 3 (insbesondere eine Designänderung bezüglich des Produktes 3) betrifft, dargestellt. Im Schritt 110 empfängt das Verfahren Produktdaten 4, welche Anforderungen des Produkts 3 bezüglich der Montage des Pro dukts 3 umfassen, während in Schritt 115 Montagedaten 5 emp fangen werden, welche Fähigkeiten der Montageanordnung 2 zur Montage des Produktes 3 umfassen. Die Produktdaten 4 können ein dreidimensionales CAD-Modell des zu erstellenden Produkts 3 umfassen. Die Montagedaten 5 können Informationen bezüglich der Montagefähigkeit der einzelnen Montagestationen 6a-6h um fassen, wobei diese Montagefähigkeiten anhand von lösungs neutralen Skills beschrieben werden können. Darüber hinaus können die Montagedaten 5 Informationen bezüglich der Beför derungsmittel 8a-8g und die vorab beschriebenen Strukturdaten 10 umfassen.

Im Schritt 120 wird die Anweisung 1 abhängig von den Produkt daten 4 und den Montagedaten 5 ermittelt. Dabei betrifft die Anweisung insbesondere Informationen bezüglich einer De signänderung des Produktes 3, um die durch die Produktdaten 4 gekennzeichneten Randbedingungen oder Anforderungen des Pro duktes 3 an die durch die Montagedaten 5 gekennzeichneten Fä higkeiten der Montageanordnung 2 zur Montage des Produkts 3 anzupassen .

Im Schritt 130 wird die Anweisung 1 ausgegeben. Die Anweisung 1 umfasst dabei insbesondere eine oder mehrere Designänderun gen des Produktes 3, welche dazu führen, dass das Produkt 3 ohne eine Änderung der Montagedaten 5 und damit der Monta geanordnung 2 von der Montageanordnung 2 montiert werden kann. Das Ausgeben 130 der ermittelten Anweisung 1 erfolgt dabei mittels einer graphischen Visualisierungseinrichtung (z.B. eines Monitors) .

Durch die Ausgabe der Anweisung 1 auf dem Monitor 15 kann ein Benutzer Anweisung 1 bewerten und anschließend verwerfen (o- der ändern) oder freigeben, bevor die Anweisung 1 und die da mit definierte Designänderung des Produkts 3 umgesetzt wird. In Fig. 4 ist eine Vorrichtung 16 dargestellt, welche ausge staltet ist, um eine Anweisung 1 zu ermitteln und auszugeben. Die Vorrichtung 16 umfasst eine erste Empfangseinrichtung 17, um die Produktdaten 4 zu empfangen, eine zweite Empfangsein- richtung 18, um die Montagedaten 5 zu empfangen, und eine Er mittlungseinrichtung 19, um abhängig von den Produktdaten 4 und den Montagedaten 5 die Anweisung 1 zu ermitteln. Schließ lich umfasst die Vorrichtung 16 eine Ausgabeeinrichtung 20, mit welcher die ermittelte Anweisung 1 ausgegeben wird.

Als allgemeine Regel wäre es möglich, dass diese Ermittlung der Anweisung in einer Planungsphase geschieht, d.h. bevor die Produktion tatsächlich aufgenommen wird. An der erfindungsgemäßen Vorrichtung 16 kann eine graphische Visualisierungseinrichtung 15 angeschlossen sein, um die An weisung 1 auf dieser Einrichtung 15 auszugeben. Darüber hin aus existiert in der Vorrichtung ein Speicher 22, in den ein Programm geladen werden kann, welches mittels Prozessmitteln (nicht dargestellt) der Vorrichtung das erfindungsgemäße Ver fahren ausführt.

Bezugs zeichenliste

1 Anweisung

2 Montageanordnung

3 Produkt

4 Produktdaten

5 Montagedaten

6a- 6h Montagestation

7a-7h MontageZubehör

8a-8g Beförderungsmittel

9a-9h Bauteile

10 Strukturdaten

11 Hauptlinien

13 Nebenlinien

15 Graphische Visualisierungseinrichtung

16 Vorrichtung

17 Erste Empfangseinrichtung

18 Zweite Empfangseinrichtung

19 Ermittlungseinrichtung

20 Ausgäbeeinrichtung

21 Befestigungsmittel

22 Speicher

100 Verfahren

110 Empfangen von Produktdaten

115 Empfangen von Montagedaten

120 Ermitteln der Anweisung

130 Ausgeben der Anweisung