Skip to main content

Kybernetische Ansätze in der Produktionstechnik

  • Chapter
  • First Online:
Exploring Cybernetics

Abstract

Kybernetische Ansätze sind seit langem ein wichtiger Teil der Produktionstechnik. Die Regelungstechnik – als Teil der Kybernetik – ist die Voraussetzung dafür, dass Zustandsgrößen in Produktionsmaschinen geführt oder konstant gehalten werden, während Störgrößen ohne menschlichen Eingriff kompensiert werden. Klassische regelungstechnische Ansätze gehen davon aus, dass sich Regelstrecken mit einer festgelegten Struktur von Übertragungsfunktionen beschreiben lassen. Im Hinblick auf Automatisierungslösungen für kundenindividuelle Produkte ist diese Voraussetzung jedoch nicht mehr gegeben. In diesem Zusammenhang wird der Begriff der Selbstoptimierung für Systeme verwendet, „die in der Lage sind, auf Grund geänderter Eingangsbedingungen oder Störungen eigenständige („endogene“) Veränderungen ihres inneren Zustands oder ihrer Struktur vorzunehmen“ (Schmitt et al., Selbstoptimierende Produktionssysteme. In: Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer. Springer, 2011, S. 750). Der Schritt von der klassischen Regelungstechnik zur Selbstoptimierung besteht somit darin, das Zielsystem mithilfe von modellbasierten oder kognitiven Methoden anzupassen. Im Exzellenzcluster „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ und in flankierenden Projekten wird erforscht, wie selbstoptimierende Produktionssysteme auf unterschiedlichen Ebenen konzipiert werden können. Der Beitrag zeigt anhand ausgewählter Demonstratoren die Potenziale der Selbstoptimierung in der Produktionstechnik auf und macht dadurch deutlich, dass die IT-gestützte Kybernetik auch zukünftig ein wichtiges Hilfsmittel in der Produktionstechnik darstellen wird.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 89.00
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Hardcover Book
USD 119.99
Price excludes VAT (USA)
  • Durable hardcover edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Literatur

  • Adelt, P., Donath, J. & Gausem, J. (2009): Selbstoptimierende Systeme des Maschinenbaus. In: Gausemeier, J., Ramming, F. & Schäfer, W. (Hrsg.): HNI-Verlagsschriftenreihe, Paderborn.

    Google Scholar 

  • Auerbach, T., Rekers, S., Veselovac, D. & Klocke, F. (2013): Determination of characteristic values for milling operations using an automated test and evaluation system. In: Advanced Manufacturing Engineering and Technologies NEWTECH 2013 Stockholm, Sweden, 2730 October 2013.

    Google Scholar 

  • Bleck, W., Prahl, U., Hirt, G. & Bambach, M. (2015): Designing New Forging Steels by ICMPE Advances in Production Technology. Cham: Springer, S. 85–98.

    Google Scholar 

  • Brecher, C., Behnen, D., Breitbach, T. & Herfs, W. (2012a): Assembly Motion Planning using Controlled Collisions. In: Karwowski, W. & Trzcielinski, S. (Hrsg.): Conference Proceedings of the 4th International Conference on Applied Human Factors and Ergonomics (AHFE). The Printing House Stoughton, S. 4059–4068.

    Google Scholar 

  • Brecher, C., Behnen, D., Brumm, M., Carl, C., Ecker, C., Herfs, W., Klement, R., Königs, M., Komma, T., Lohse, W., Malik, A., Müller, S. & Özdemir, D. (2014): Virtualisierung und Vernetzung in der Produktion. In: Brecher, C., Klocke, F., Schmitt, R. & Schuh, G. (Hrsg.): Industrie 4.0: Aachener Perspektiven. Aachener Werkzeugmaschinenkolloquium 2014. Aachen: Shaker, S. 35–68.

    Google Scholar 

  • Brecher, C., Breitbach, T., Müller, S., Mayer, M., Odenthal, B., Schlick, C. & Herfs, W. (2012b): 3D Assembly Group Analysis for Cognitive Automation. In: Journal of Robotics.

    Google Scholar 

  • Brecher, C., Lohse, W. & Vitr, M. (2011a): CAM-NC Planning with Real and Virtual Process Data. In: Proceedings of the 17th International Conference on Concurrent Enterprising (ICE 2011), S. 478–485.

    Google Scholar 

  • Brecher, C., Lohse, W. & Vitr, M. (2011b): CAM-NC Planning with Real and Virtual Process Data. In: 17th International Conference on Concurrent Enterprising (ICE). Piscataway: IEEE, S. 478–485.

    Google Scholar 

  • Brecher, C. & Lohse, W. (2013): Evaluation of toolpath quality: User-assisted CAM for complex milling processes. In: CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, Bd. 6, Nr. 4, S. 233–245. doi:10.1016/j.cirpj.2013.07.002.

    Article  Google Scholar 

  • Brecher, C., Loosen, P., Müller, R., Schmitt, R., Fayzullin, K., Haag, S., Malik, A., Pavim, A. & Pyschny, N. (2011c): Integratives Produkt- und Prozessdesign für selbstoptimierende Montage. In: Brecher, C. (Hrsg.): Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer. Berlin Heidelberg: Springer, S. 909–957.

    Google Scholar 

  • Gloy, Y., Büllesfeld, R., Islam, T. & Gries, T. (2013): Application of a Smith Predictor for Control of Fabric Weight during Weaving. In: Journal of Mechanical Engineering and Automation, Bd. 3, Nr. 2, S. 29–37.

    Google Scholar 

  • Herfs, W., Lohse, W., Özdemir, D. & Malik, A. (2013): Komponentenkapselung und -selbstbeschreibung – Konzept und Anwendung in der Prozessautomation. ATP Edition 55, S. 889–894.

    Google Scholar 

  • Kempf, T. & Walther, T. (2008): Zuordnen, Verfolgen, Greifen. In: A & D, S. 178.

    Google Scholar 

  • Mannheim, T., Riedel, M., Hüsing, M. & Corves, B. (2013): A New Way of Grasping: PARAGRIP— The Fusion of Gripper and Robot; The Fusion of Gripper and Robot. In: Carbone, G. (Hrsg.): Grasping in robotics. London: Springer, S. 433–464.

    Chapter  Google Scholar 

  • Marx, U., Schenk, F., Behrens, J., Meyr, U., Wanek, P., Zang, W., Schmitt, R., Brüstle, O., Zenke, M. & Klocke, F. (2013): Automatic Production of Induced Pluripotent Stem Cells. In: Procedia CIRP, 5, S: 2–6.

    Google Scholar 

  • Mayer, M. P., Odenthal, B., Ewert, D., Kempf, T., Behnen D, Büscher, C., Kuz, S., Müller, S., Hauck, E., Kausch, B., Schilberg, D., Herfs, W., Schlick, C., Jeschke, S. & Brecher, C. (2011): Selbstoptimierende Montagesysteme auf Basis kognitiver Technologien. In: Brecher, C. (Hrsg.): Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer. Berlin Heidelberg: Springer, S. 958–1014.

    Google Scholar 

  • Reisgen, U., Purrio, M., Buchholz, G. & Willms, K. (2014): Machine vision system for online weld pool observation of gas metal arc welding processes. In: Welding in the World, S. 1–5.

    Google Scholar 

  • Reiter, M., Stemmler, S., Hopmann, C., Reßmann, A. & Abel, D. (2014): Model Predictive Control of Cavity Pressure in an Injection Moulding Process. In: Proceedings of the 19th World Congress of the International Federation of Automatic Control (IFAC).

    Google Scholar 

  • Riedel, M. (2014): Flexible Bauteilhandhabung auf Basis einer rekonfigurierbaren parallelkinematischen Struktur. Aachen: Shaker.

    Google Scholar 

  • Schmitt, R., Brecher, C., Corves, B., Gries, T., Jeschke S, et al. (2011): Selbstoptimierende Produktionssysteme. In: Brecher, C. (Hrsg.): Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer. Berlin Heidelberg: Springer, S. 748–1043.

    Google Scholar 

  • Schmitt, R., Schönberg, A., Bertelsmeier, F. (2013): Optische Erfassung dreidimensionaler Strukturen in einem globalem Referenzsystem. In: Technisches Messen, Bd. 80, S. 129–134.

    Article  Google Scholar 

  • Schmitt, R., Witte, A., Janßen, M. & Bertelsmeier, F. (2014): Metrology Assisted Assembly of Airplane Structure Elements. In: Procedia CIRP, Bd. 23, S. 116–121. doi:10.1016/j.procir.2014.10.073.

    Article  Google Scholar 

  • Takahashi, K., Tanabe, K., Ohnuki, M., Narita, M., Ichisaka, T., Tomoda, K. & Yamanaka, S. (2007): Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. In: Cell. Bd. 131, Nr. 4, S. 861–872.

    Article  Google Scholar 

  • Thombansen, U., Hermanns, T., Molitor, T., Pereira, M. & Schulz, W. (2014): Measurement of Cut Front Properties in Laser Cutting. In: Physics Procedia, Bd. 56, S. 885–891.

    Article  Google Scholar 

  • Vitr, M. (2012): CAM-NC-Kopplung für einen durchgängigen, bidirektionalen Informationsfluss zwischen Planung und Fertigung. Dissertation, RWTH Aachen.

    Google Scholar 

  • Walter, E. (1997): Identification of parametric models from experimental data. Berlin: Springer.

    MATH  Google Scholar 

  • Yu, J., Vodyanik, M. A., Smuga-Otto, K., Antosiewicz-Bourget, J., Frane, J. L., Tian, S., Nie, J., Jonsdottir, G. A., Ruotti, V., Stewart, R., Sluvkin, I. & Thomson, J. A. (2007): Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells. In: Science, Bd. 318, S. 1917–1920.

    Article  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Christian Brecher .

Editor information

Editors and Affiliations

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2015 Springer Fachmedien Wiesbaden

About this chapter

Cite this chapter

Brecher, C. et al. (2015). Kybernetische Ansätze in der Produktionstechnik. In: Jeschke, S., Schmitt, R., Dröge, A. (eds) Exploring Cybernetics. Springer, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-11755-9_5

Download citation

Publish with us

Policies and ethics