TY - THES

T1 - Erhebung der Grundlagen und Rahmenbedingungen für eine ortsunabhängige synchrone Anbindung des Simulationsmodells eines Digitalen Zwillings an einen Lagerbetrieb am Beispiel von PlantSimulation

AU - Preißler, Dominik

N1 - gesperrt bis 09-05-2028

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Sämtliche Betriebe, die auf ein Lager angewiesen sind, unabhängig von Lieferanten oder produzierenden Unternehmen, sind von einer zuverlässigen Lagerinfrastruktur abhängig. Diese Lagerinfrastruktur soll sich im Idealfall wiederkehrend an die aktuellen Markt- und Nachfragesituationen anpassen können. Um solchen Änderungen gerecht zu werden, ist eine genaue Lagerüberwachung in Form eines Leitstandes von essentieller Bedeutung. Ein solcher Leitstand stellt heutzutage, in einem automatisierten Lager, eine unerlässliche und unverzichtbare Komponente zur Sicherstellung des aktiven Lagerbetriebes dar. Eine Limitierung bei aktuellen Leitständen ist allerdings die Tatsache, dass hierbei sehr oft nur die aktuelle IST-Situation des Lagers vor Ort dargestellt wird. Allerdings kann für externe Betrachter und Ressourcen bereits ab der Inbetriebnahme und Hochlaufphase eines Lagers mittels einer visualisierten Rückverfolgung von Ladungsträgern und Anlagenzuständen in vielen Bereichen und Szenarien von einem automatischen Lager für Entlastungen gesorgt werden. Sowohl Veränderungs-, als auch Fehlerszenarien und deren Bearbeitungsdauer können durch solche Funktionen, die über jene einer Remote-Verbindung hinausgehen, mittles Fernwartung stark vereinfacht und verkürzt werden, wodurch ein normaler Lagerbetrieb schnell wieder ermöglicht wird. Um die Rahmenbedingungen für die Telegrammübertragung und -verarbeitung an einen Digitalen Zwilling in Form eines Simulationsmodells anhand von Echtzeitanbindung zu ermitteln, wird in dieser Arbeit auf die aktuelle Kommunikation zwischen den Geräten und Komponenten innerhalb eines automatisierten Lagers eingegangen sowie deren übertragene Telegramme auf dessen Übertragungsinhalt analysiert. Daraus folgend werden die in PlantSimulation vorhandenen Schnittstellen untersucht. Nachdem eine Verbindung zur Simulation aufgebaut wurde, werden die übertragenen Telegramme analysiert und eine Protokollimplementierung sowie Protokollverarbeitung in PlantSimulation geschaffen. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Implementierung eines Digitalen Zwillings anhand der Vorlage eines realen Lagerbauprojektes von SSI-Schäfer sowie der Ermittlung von Latenzzeiten bei der Übertragung. Dies soll die Grundlage für eine Echtzeitanbindung an einen realen Lagerbetrieb darstellen um am Ende dieser Arbeit Rahmenbedingungen, die für diese Implementierung notwendig sind, aufzeigen.

AB - Sämtliche Betriebe, die auf ein Lager angewiesen sind, unabhängig von Lieferanten oder produzierenden Unternehmen, sind von einer zuverlässigen Lagerinfrastruktur abhängig. Diese Lagerinfrastruktur soll sich im Idealfall wiederkehrend an die aktuellen Markt- und Nachfragesituationen anpassen können. Um solchen Änderungen gerecht zu werden, ist eine genaue Lagerüberwachung in Form eines Leitstandes von essentieller Bedeutung. Ein solcher Leitstand stellt heutzutage, in einem automatisierten Lager, eine unerlässliche und unverzichtbare Komponente zur Sicherstellung des aktiven Lagerbetriebes dar. Eine Limitierung bei aktuellen Leitständen ist allerdings die Tatsache, dass hierbei sehr oft nur die aktuelle IST-Situation des Lagers vor Ort dargestellt wird. Allerdings kann für externe Betrachter und Ressourcen bereits ab der Inbetriebnahme und Hochlaufphase eines Lagers mittels einer visualisierten Rückverfolgung von Ladungsträgern und Anlagenzuständen in vielen Bereichen und Szenarien von einem automatischen Lager für Entlastungen gesorgt werden. Sowohl Veränderungs-, als auch Fehlerszenarien und deren Bearbeitungsdauer können durch solche Funktionen, die über jene einer Remote-Verbindung hinausgehen, mittles Fernwartung stark vereinfacht und verkürzt werden, wodurch ein normaler Lagerbetrieb schnell wieder ermöglicht wird. Um die Rahmenbedingungen für die Telegrammübertragung und -verarbeitung an einen Digitalen Zwilling in Form eines Simulationsmodells anhand von Echtzeitanbindung zu ermitteln, wird in dieser Arbeit auf die aktuelle Kommunikation zwischen den Geräten und Komponenten innerhalb eines automatisierten Lagers eingegangen sowie deren übertragene Telegramme auf dessen Übertragungsinhalt analysiert. Daraus folgend werden die in PlantSimulation vorhandenen Schnittstellen untersucht. Nachdem eine Verbindung zur Simulation aufgebaut wurde, werden die übertragenen Telegramme analysiert und eine Protokollimplementierung sowie Protokollverarbeitung in PlantSimulation geschaffen. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Implementierung eines Digitalen Zwillings anhand der Vorlage eines realen Lagerbauprojektes von SSI-Schäfer sowie der Ermittlung von Latenzzeiten bei der Übertragung. Dies soll die Grundlage für eine Echtzeitanbindung an einen realen Lagerbetrieb darstellen um am Ende dieser Arbeit Rahmenbedingungen, die für diese Implementierung notwendig sind, aufzeigen.

KW - digital

KW - twin

KW - warehouse

KW - automation

KW - Lager

KW - Digitaler

KW - Zwilling

KW - Leitstand

KW - Lagerinfrastruktur

KW - Kommunikation

M3 - Masterarbeit

ER -