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One major goal of production system design is to decide on space requirements in the plant. In this phase, detailed information about the supply chain network (e.g. which suppliers deliver which parts) is often unavailable. Nevertheless, typical decisions in supply chain management, like the definition of replenishment processes and quantities or make-or-buy decisions, impact space requirements and the capital investment in raw materials and should therefore be considered in factory and production planning. This research article proposes a simulation approach for a production simulation in which raw material replenishment is integrated to evaluate the capital investment and space requirements for raw materials.
Um die Leistungsfähigkeit von nachgiebigen Robotersystemen („Soft Robotics“) zu verbessern, werden immer neue Möglichkeiten zur Realisierung dieser Systeme gesucht. In vielen Anwendungen ist der Einsatz von mechanisch vorgespannten nachgiebigen Strukturen in diesen Systemen von Vorteil. Die Steifigkeit dieser Strukturen kann gezielt und gegebenenfalls reversibel variabel eingestellt werden. Die Formveränderung kann nur durch wenige Aktuatoren erzeugt werden.
Nachgiebige Tensegrity-Strukturen, die auf hochelastischen Materialien basieren, entsprechen einer speziellen Klasse von mechanisch vorgespannten Strukturen. Sie werden durch druck- und zugbelastete Segmente gebildet, wobei die druckbelasteten Segmente untereinander nicht direkt verbunden sind. Die resultierende Form dieser Strukturen wird durch ihre Vorspannung bestimmt. Weiche Roboter, die auf diesen Strukturen basieren, bieten mehrere vorteilhafte Eigenschaften, wie z. B. Faltbarkeit/Entfaltbarkeit, geringe Masse, hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und stoßdämpfende Fähigkeiten [1]. Diese Strukturen haben eine ausgeprägte Fähigkeit, sowohl ihre Form als auch ihre Steifigkeit zu verändern. In den letzten Jahren hat das Interesse an der Erforschung von Robotersystemen, die auf diesen Strukturen basieren, zugenommen. Aktuelle Arbeiten konzentrieren sich auf die Entwicklung von mobilen Robotern [2]–[7] und Manipulatoren, die auf diesen Strukturen basieren [8]–[10]. Tensegrity-Manipulatoren werden typischerweise durch Kaskadierung von gleichartigen elementaren Einheiten gebildet, die nach dem Tensegrity-Prinzip untereinander verbunden werden. Die elementaren Einheiten sind entweder selber konventionelle Tensegrity-Strukturen oder einteilige planare bzw. räumliche Strukturen. In klassischen Tensegrity-Manipulatoren werden starre Drucksegmente und nicht elastische Zugsegmente verwendet. Die Formänderung dieser Systeme wird durch Änderung der Längen ausgewählter Zugsegmente realisiert. Dem gegenübergestellt können nachgiebige Tensegrity-Manipulatoren realisiert werden, indem die Zugsegmente der Struktur eine hohe Nachgiebigkeit aufweisen. Um die mechanische Nachgiebigkeit und Formänderungsfähigkeit von diesen nachgiebigen Manipulatoren zusätzlich
zu erhöhen, ist auch der Einsatz von Tensegrity-Strukturen auf der Basis nachgiebiger Drucksegmente denkbar.
Im vorliegenden Beitrag werden zwei nachgiebige Tensegrity-Manipulatoren vorgestellt und in Hinblick auf ihre mechanischen Eigenschaften und Formänderungsfähigkeit gegenübergestellt. Sie unterscheiden sich in ihrer Topologie, in der Art der Aktuierung und auch in der mechanischen Nachgiebigkeit. Die mechanische Nachgiebigkeit des ersten Systems beruht auf der Elastizität der Zugsegmente, die Drucksegmente sind starr. Die elementaren Einheiten bilden einteilige Strukturen. Das zweite System beruht auf elementaren Einheiten, die selbst räumliche Tensegrity-Strukturen sind. In diesem System sind sowohl die Zug- als auch die Drucksegmente nachgiebig. Die Aktuierung des ersten Systems erfolgt durch Längenänderung der Zugsegmente. Im zweiten System wird die Formänderung des Gesamtsystems durch Änderung der Form der nachgiebigen Drucksegmente realisiert. Die theoretischen Untersuchungen erfolgen unter Anwendung
der statischen geometrisch nichtlinearen FE-Methode. Mit diesen Untersuchungen wird die Formveränderungsfähigkeit der beiden Systeme unter Variation ihrer Vorspannung untersucht und gegenübergestellt. Die experimentellen Untersuchungen an zwei Demonstratoren bestätigen die theoretischen Ergebnisse und zeigen die Anwendbarkeit von Systemen auf Basis dieser Strukturen als Manipulatoren auf.
In diesem Beitrag erfolgt die theoretische Untersuchung einer zweidimensionalen nachgiebigen Tensegrity-Struktur in Hinsicht auf ihre potenzielle Eignung als Basisstruktur für eine dynamische Handorthese. Translatorische und rotatorische relative Bewegungsmöglichkeiten zwischen den Drucksegmenten der Struktur sind möglich, da diese Segmente durch nachgiebige Zugsegmente miteinander verbunden sind. Die Form der Struktur und ihre Vorspannung in einer statisch stabilen Gleichgewichtskonfiguration werden mit Hilfe der Minimierung des Kräfte- und Momentenungleichgewichts, der Betrachtung der potentiellen Energie der Struktur und einem Ansatz mittels statischer Finite-Elemente-Methode (FEM) in Abhängigkeit der Segmentparameter untersucht.
This paper briefly presents the challenges for order control and release of multi-zone order picking systems. On the one hand, the order control must ensure that all orders are processed on time, and on the other hand, the space requirements (buffer) and the utilisation of the zones must be considered.
Within the framework of a case study, different strategies for order release were developed. The paper shortly describes the ideas of the strategies and presents results of a case-based simulative evaluation of the strategies. The findings of the simulation study are the basis for the development of a digital twin for the operational control of multi-zone picking systems.
Production supermarkets are a system to ensure high-frequency, demand-oriented, in-plant production supply with low lot sizes. The paper presents methods to design and dimension these systems using qualitative design criteria and quantitative approaches based on well-known analytical methods for conventional order picking systems. The methods help to design layout, provision type and path strategy and to derive space consumption and the number of supermarket employees required to fulfill a defined demand.
Das ständige Umblättern von Noten ist für Musiker ein wiederkehrendes Problem. Dieses wird häufig durch einen Assistenten des Musikers, dem sogenannten Notenwender, gelöst. Diese Unterstützung haben allerdings viele Musiker nur selten während des Übens. In diesem Artikel stellen wir eine Anwendung für mobile Geräte vor, die auf verschiedene Arten das Umblättern von Klavierpartituren unterstützt. In einer Studie mit professionellen Musikern und Klavierschülern wurden diese Arten gegeneinander abgewogen. Die Ergebnisse zeigen auf, dass computer-unterstütztes Blättern Vorteile gegenüber herkömmlichem Blättern hat.