Robotika és Gyártásautomatizálás. Gyártásautomatizálás és Robotika

Átírás

1 Robotika és Gyártásautomatizálás Gyártásautomatizálás és Robotika Prof. KOVÁCS György PTE PMMK Műszaki Informatika és Villamos Intézet BME Gépészmérnöki Kar Gépgyártástudomány TSz.

2 A gyártásautomatizálás felé - néhány rövidítés NC, CNC, DNC, PLC, RC CAD, CAM, CAPP, CAE Caxx, CIM 2D, 3D...7D, FEM FMC, FMS, MRP, ERP, MES, JIT, ISO, OSI MAP, TOP, MMS, IGES, STEP, EDI/EDIFACT AI, DAI, KB, ES, GA CIM-OSA, GRAI, PERA, GERAM IMS Intelligent Manufacturing Systems

3 TERVEZÉS-GYÁRTÁS-ELLENŐRZÉS I N F O R M Á C I Ó CAD CAM CAQ Logikai tervezés Konstrukciós tervezés GYÁRTÁS, SZERELÉS Teszt Diagnózis RC NC CNC DNC PLC

4 Igények Szükségletek Kreativitás Ötletek Ember-számítógép tevékenység-integrálás: CIM 69 Termelékenység Teljesítmény Termék terv Folyamat terv Folyamat irányítás Megmunkáló eszközök Gyártás Folyamat=gyártás?? Költségek kapacitás Végső termék: Szerelt, tesztelt

5 Trendek a gyártásban/1 Gyártás: alkatrészgyártás-szerelés Tömeggyártás, sorozatgyártás, egyedi gyártás - robotalkalmazásokkal További integrálás a CIM-mel (pl. PP, AI eszközök, tulajdonságalapú CNC) Idő szerepe nő (CE, gyors és virtuális prototípus, virtuális gyártás, szimuláció)

6 Trendek a gyártásban/2 Minőség szerepe nő (megfigyelés, diagnosztika, TQM, ultrapreciziós/nano- technológiák) Műszaki és menedzsment döntések együtt (BPR, vállalati integrálás, DSS) Világméretű globalizáció, szabványosítás Fenntartható fejlődés (zöld termelés, olcsó termelés, szerelés-szétszerelés-újrafelhasználásújrahasznosítás-maradékfeldolgozás)

7 Trendek a gyártásban/3 Ember nélküli gyár már nem cél, de nő az ember szerepe (oktatás, új szervezeti formák) (Természetes és) Mesterséges Intelligencia alkalmazás nagyon széles körben (intelligens tervezés, gyártás, üzemeltetés: folyamatok, rendszerek) A világméretű IMS projekt már az EU is

8 IMS: Intelligens gyártórendszerek Kezdeményező: Hiroyuki Yoshikawa, 1990 Régiók Ausztrália Kanada, USA Európai Únió, EFTA Japán További jelöltek: Korea, a világ egyéb részei

9 Robotok Karel Capek ( ) Rossum s Universal Robots Isaac Asimov 1. Robot nem bánthat embert 2. R. végrehajtja az ember utasításait 3. R. védi magát, hacsak nem mond ellent 1-nek, vagy 2-nek Joseph Engelberger 1954: első programozható manipulátor --- robot 1961: szabadalom Robotalkalmazás Folyamatosan nehéz/veszélyes munkára Ember helyett, ha az ember nem akarja Ember helyett, ha gazdaságosabb Új ipari robotok száma évente kb Japán (80K), USA (20K), EU (20K),...

10 Robots/2 Elegendők/megfelelők Asimov szabályai? 2007-ben - szoftver hiba miatt: Egy délafrikai katonai lőgyakorlaton egy Oerlikon GDF-005 robot ágyú megölt 9 katonát és megsebesített 14-et Egy Dvorak típusú robot fűnyírógép megölt egy dán munkást Egy kőgyűjtő robot majdnem leszedte a egy svéd munkás fejét. A cég korona büntetést fizetett.

11 Robots/3 Mark Tilden három robot-törvénye A robot minden körülmények között meg kell védje magát A robot köteles a forrásait beszerezni és fenntartani A robot állandóan köteles jobb forrásokat keresni

12 Robots/4 Yueh-Hsuan Weng, Chien-Hsun Chen és Chuen- Tsai Sun Állandóan képesnek kell lennünk az ember-robot interakciót értékelni, és reagálni a való világ bonyolult körülményeire Azonnali defenzív reakciókra van szükségünk a nyelvi alapú és az autonómiából fakadó félreértések kockázatának csökkentésére Egy explicit (határozott) interakciós szabályrendszerre és jogi keretekre van szükségünk, amiket minden új-generációs robotra használhatunk

13 Robotok a gyártásban/tegnap-ma Anyagmozgatás: szerszámgépek és egyéb állomások kiszolgálása, rakodás Öntés, pont-, ívhegesztés, kovácsolás, hőkezelés, préselés, festés Intelligens robotok: nem csak belső erőnyomaték érzékelőkkel, hanem külső tapintó, látó, halló, szagló érzékelők Szerelés (össze)

14 Robotok a gyártásban/ma-holnap Szerelés (össze-szét) Megmunkálás robotkarra szerelt szerszámokkal (festő, maró, fúró, vágó, sorjázó, stb.) Ellenőrzés Csomagolás, bőr-, textil-kezelés Tisztítás Takarítás Mikro-robot, nano-robot

15 Alapvető AI technológiák ANN: Artificial Neural Networks (mesterséges neurális hálók) Genetic algorithms Fuzzy systems Soft computing: a fentiekből 2-3 együtt KBS : Knowledge Based Systems (Tudásalapú) Expert Systems (ES: szakértő rendszer) Distributed AI (elosztott agents - holons) Hibrid-0: KBS plusz Soft computing Hibrid-1: AI és hagyományos programozás Hibrid-2: OO és AI

16 CAM-ORIENTÁLT CIM RENDSZER CAD-Cella CAPP-Cella Maró-esztergáló cella Ethernet/MAP hálózat--www AGV&tároló cella Hegesztő cella Irányító számítógép Szerelő cella

17 UNIX WS menedzsment UNIX WS EASYMAP OS2, PC üzem/műhely VAX VMS DOS PC cellák gyártó berendezések EQULIZER REFLEX PLC AB PLC FANUC érzékelők

18 Hibrid szimuláció

19 G2 alapú tudásbázisú rendszer SZIMULÁCIÓ MINŐSÉG BIZT. OBJEKTUM DEFINICIÓK ÉRTÉ- KELÉS ÜTEMEZÉS

20 BME CIM mintarendszer szimuláció

21 AI a Gyártás/Robot-irányításban

22 G2 alapú robotirányítás (KB, OO, valósidejű)

23 CAD CAM CAPP CAPP CAQ CAE FEM CIM NC CNC DNC RC PLC FMC FMS MES IMS Computer Aided Design Computer Aided Manufacturing Computer Aided Process Planning Computer Aided Production Planning Computer Aided Quality Computer Aided Engineering Finite Element Method Computer Integrated Manufacturing Numerical Control Computer Numerical Control Direct Numerical Control Robot Control Programmable Logical Control Flexible Manufacturing Cell Flexible Manufacturing System Manufacturing Execution System Intelligent Nanufacturing System

24 MAP TOP MMS IGES STEP EDI OSI ISO Manufacturing Automation Protocol Technical and Office Protocol Manufacturing Message Specification Initial Graphics Exchange Specification Standard for the Exchange of Product Model Data Electronic Data Interface Open System Interconnection International Standard Organization JIT MRP ERP Just in Time Material Resource Planning Enterprise Resource Planning

25 CIM-OSA GRAI-GIM PERA GERAM AI DAI KB ES GA Fuzzy OO OMT OOSE SADT Computer Integrated Manufacturing Open System Architecture GRAI (Univ. of Bordeaux) Integrated Methodology Purdue Enterprise Reference Architecture and Methodology Generic Enterprise Reference Architecture and Methodology Artificial Intelligence Distributed Artificial Intelligence Knowledge Base Expert System Genetic Algoritm Object Oriented Object Modeling Technique Object Oriented System Engineering System Analysis Design Technique

26 KÖVETKEZTETÉSEK CAD, CAM, CIM, CAPP, CAQ, Caxx, FMS, FMC, TQM, JIT, OO, OOSE, HOOD, OMT, UML, IDEF CIM-OSA, PERA, GRAI, GERAM AI, KBS, ES, ANN, FS, GA, ISO, OSI, MAP, TOP, MMS, IGES, STEP NC, CNC, RoC, DNC, BBQ KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!!!