Klaus Pischeltsrieder Steuerung autonomer mobiler Roboter in der Produktion

Annotation

Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissen- schaftlicher Mitarbeiter am Institut fur Werkzeugmaschinen und Betriebswissen- schaften (iwb) der Technischen Universitat Munchen. Den Herrn Professoren Dr. -Ing. G. Reinhart und Dr. -Ing. J. Milberg, den Leitern dieses Instituts, gilt mein besonderer Dank fur die wohlwollende Forderung und grozugige Unterstutzung meiner Arbeit. Herrn Prof. Dr. -Ing G. Farber, dem Leiter des Lehrstuhls fur Prozerechner, danke ich fur die Ubernahme des Korreferates und die aufmerksame Durchsicht der Arbeit. Allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Instituts sowie allen Studentinnen und Studenten, die mich bei der Erstellung meiner Arbeit unterstutzt haben, mochte ich meinen herzlichen Dank aussprechen. Schlielich gilt mein Dank aber auch meinen Eltern und Freunden, die mich wah- rend der Erstellung der Arbeit stets unterstutzt und motiviert haben. Klaus Pischeltsrieder Munchen. im Marz 1996 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1 Einfuhrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. 1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ! 1. 2 Zielsetzung dieser Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1. 3 Vergehensweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2 Bestehendes Spektrum automatisierter Produktionsstrukturen beim Einsatz mobiler Roboter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2. 1 Ubersicht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2. 2 Charakterisierung des typischen Anwendungsbereichs fur autonome mobile Roboter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2. 3 Zentral gesteuerte Produktionsstrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2. 4 Dezentral gesteuerte Produktionsstrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2. 5 Dezentral gesteuerte Produktionsstrukturen mit zentraler koordinierender Instanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2. 6 Vergleichender Uberblick uber die betrachteten Produktio- strukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2. 7 Anforderungen an autonome mobile Roboter in den verschiedenen Produktionsstrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3 Bekannte Ansatze zur Steuerung autonomer mobiler Roboter . . . . . . . . . . . . . . . 27 3. 1 Ubersicht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3. 2 Verhaltensorientierte Architekturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3. 3 Funktionsorientierte Architekturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .