Udvikling af simulering af automatiseret pakkeanlæg

Developing a simulation for an automated packaging system

Christensen, Søren Dahl ; Conradsen, Jan Christian

4. semester

Virksomhedsteknologi, Kandidat

2011

2011-05-30

119

Dette projekt blev udført i samarbejde med OCTOMATION (tidligere InMóTx) og videreførte et projekt fra 9. semester. Målet var at forbedre ydeevnen i et automatiseret pakkesystem ved at gøre det muligt at teste ændringer virtuelt, sikkert og reproducerbart. Vi udviklede et simuleringsværktøj i C#, baseret på velkendte principper for softwareudvikling: tydelige specifikationer, et brugervenligt interface og dokumenteret systemarkitektur. Da dele og kasser ankommer med meget høj hastighed, er det for langsomt i praksis at beregne en fuldt optimal planlægning. I stedet undersøgte vi heuristiske prioriteringsregler—hurtige tommelfingerregler der giver tilstrækkeligt gode resultater—samt andre regler og begrænsninger, og kombinerede dem til pakkestrategier. Værktøjet gør det muligt at opstille strategier baseret på tre centrale regeltyper: heuristisk prioritering, vertikal prioritering og minimalt antal mål. Strategier kan afprøves på forskellige pakkesystemer og ved forskellige belastninger, med løbende nøgletal (KPIs) og grafer under simulering. Efter hver kørsel kan resultaterne efterbehandles og analyseres i MATLAB. Simuleringsværktøjet blev valideret i to trin: først på komponentniveau og derefter som samlet system; begge bestod uden fejl. Med værktøjet sammenlignede vi strategier under varierende forhold. Ingen strategi var entydigt bedst, men kombinationen P1 var mest effektiv til at minimere antallet af ikke-pakkede kasser, og det anbefales at bruge FIFO (first-in, first-out) i den første robotcelle for kasser. På baggrund af testene blev en ny kombineret strategi, P6, udformet, som anbefales til videre afprøvning. Samlet set har OCTOMATION nu et fleksibelt og brugervenligt simuleringsværktøj til at udvikle og teste pakkestrategier med lavere ressourceforbrug.

This thesis, developed with OCTOMATION (formerly InMóTx) and continuing a prior semester project, aimed to improve an automated packaging system by enabling safe, repeatable virtual testing. We built a simulation tool in C# guided by established software development practices: defining clear specifications, designing a user-friendly interface, and documenting the system architecture. Because parts and boxes arrive at very high speed, computing truly optimal schedules is too slow for practical use. Instead, we explored heuristic prioritization rules—fast rules of thumb that deliver good-enough results—and other rules and constraints, and combined them into packaging strategies. The tool lets users configure strategies based on three core rule types: heuristic prioritization, vertical prioritization, and minimum number of targets. Strategies can be tested across different system setups and workloads, with live key performance indicators (KPIs) and graphs during runs. After each run, results can be processed and analyzed in MATLAB. The simulation tool was validated in two steps: first at component level and then as a complete system; both passed without errors. Using the tool, we compared strategies under varying conditions. No single strategy was clearly best, but the combination labeled P1 most effectively minimized the number of boxes left unpacked, and using FIFO (first-in, first-out) in the first robot cell for boxes is recommended. Insights from these tests led to a new combined strategy, P6, which merits further evaluation. Overall, OCTOMATION now has a flexible, user-friendly simulation tool to develop and test packaging strategies while saving resources.

[Dette resumé er genereret ved hjælp af AI]

Download
Vis denne rapport i AAU Studenterprojekter