EP1570324B1

Method for dynamic automation using collaborative elements, and control system therefor

Abstract

The invention relates to a method for dynamic automation, in which collaborative elements, such as humans and mobile robots, but also machines, co-operate, in order to carry out tasks as efficiently as possible. Each of said collaborative elements carries out a part of a working process which exploits the concept of collaboration the most in terms of efficiency, flexibility, quality and performance. The invention also relates to a control system for carrying out said method. The inventive method can be applied in logistics, especially storage logistics, such as commissioning.

EP1570324B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 3

Term

Term ended

Expired 5 December 2023, 2.8 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Expired
  5. Today

22 claims: 13 independent, 9 dependent

  1. 1
    Verfahren für eine dynamische Automatisierung, bei dem in einem Raum (1) mit Ressourcen (5) zur Abwicklung mindestens eines Arbeitsschrittes, resp. einer Auftragsposition mobile Roboter und Menschen mittels eines Leitsvstems (2) in eine Ausführungszone (3) gesteuert werden, mit dem Leitsystem kommunizieren und von diesem zum Vollzug des Arbeitsschrittes angewiesen werden, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Raum (1) mit Ressourcen (5) zur Abwicklung mindestens eines Arbeitsschrittes, resp. einer Auftragsposition mindestens ein kollaboratives Element I. Art (KE(I)), ein mobiler, frei navigierender Roboter, mittels eines Leitsystems (2) in eine Ausführungszone (3) gesteuert wird, wobei das kollaborative Element I. Art mit mindestens einem kollaborativen Element II. Art (KE(II)), einem Menschen, kommuniziert, dass das kollaborative Element II. Art mittels des gleichen Leitsystems (2) in die Ausführungszone (3) gesteuert wird, dass die Ausführungszone aufgrund des aktuellen Zustandes eines gesamten Arbeitsvorganges dynamisch berechnet wird, dass nach dem Eintreffen der kollaborativen Elemente in der Ausführungszone das kollaborative Element II. Art vom kollaborativen Element I. Art über Kommunikationsmedien (4) angewiesen wird, den teilerzeugnisbüdenden Schritt zu vollziehen, wobei der Vollzug vom kollaborativen Element I. Art überwacht wird, dass beim Vollzug ein Teilerzeugnis auf dem kollaborativen Element I. Art als Entstehungsort gebildet wird, und dass nach dem Vollzug alle kollaborativen Elemente für den nächsten Arbeitsschritt freigestellt werden.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kollaborative Element I. Art zusätzlich mit mindestens einem kollaborativen Element III. Art (KE(III)), einer Maschine, kommuniziert.
  3. 3
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Ressourcen (5) statische, mobile und/oder fixe Ressourcen verwendet werden.
  4. 4
    Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahl der Ausführungszone (3) in Abhängigkeit von den für den Arbeitsschritt erforderlichen statischen und mobilen Ressourcen getroffen wird.
  5. 5
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Folge von mindestens zwei Arbeitsschritten ein Arbeitsvorgang gebildet und dadurch der Auftrag dargestellt wird.
  6. 6
    Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Arbeitsvorgänge parallel ausgeführt werden, wobei vom Leitsystem (2) bestimmt wird, welche Reihenfolge von Arbeitsvorgängen mit welchen kollaborativen Elementen I. Art ausgeführt werden und weicher Arbeitsschritt vom mindestens einen kollaborativen Element II. Art und/oder III. Art als nächstes ausgeführt wird, und dass dadurch eine Leistungsmaximierung der Gesamtheit aller kollaborativen Elemente erzielt wird.
  7. 7
    Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsmaximierung durch die Kriterien - der Maximierung der Anzahl Arbeitsvorgänge, die pro Zeiteinheit ausgeführt werden, - der Minimierung aller Durchlaufzeiten der einzelnen Arbeitsvorgänge, und - der gleichmässigen Auslastung aller kollaborativen Elemente II. Art erzielt wird.
  8. 8
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass die kollaborativen Elemente mit dem Leitsystem (2) mittels Kommunikationsmedien (4) bidirektional und vorzugsweise kontinuierlich kommunizieren.
  9. 9
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass vom Leitsystem (2) die Standorte aller kollaborativen Elemente laufend ermittelt werden und dadurch jederzeit aktuell bekannt sind.
  10. 10
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass der nächste Arbeitsvorgang, der nächste Arbeitsschritt und die Verteilung der Ressourcen im Raum dynamisch vom Leitsystem (2) ermittelt werden, wobei jede Zuordnung zum spätest möglichen Zeitpunkt unter zusätzlicher Berücksichtigung des aktuellen Zustandes des kollaborativen Systems erfolgt.
  11. 11
    Verfahren nach einem der Ansprüche 3 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die statischen Ressourcen im Raum so verteilt sind, dass die Arbeitsvorgänge sowohl in der Zeit als auch im Raum möglichst gleichmässig verteilt werden.
  12. 12
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung ein wahrscheinlicher Zustand zum Zeitpunkt der Ausführung verwendet wird.
  13. 13
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass den kollaborativen Elementen II. Art unterschiedliche Teilräume des Raumes (1), insbesondere Lagerzonen, zugeordnet werden.
  14. 14
    Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die kollaborativen Elemente I. Art in einem Teilraum sich nur in einer Fahrtrichtung bewegen, wobei die zu fahrende Fahrtrichtung genau dann festgelegt wird, wenn ein erstes kollaboratives Element I. Art im Teilraum eintrifft, dass diese Fahrtrichtung fix bleibt, solange sich noch ein kollaboratives Element I. Art im Teilraum befindet und dass sich jedes weitere kollaborative Element I. Art im so belegten Teilraum mit vorbestimmter Fahrtrichtung bewegt, was zur Bildung eines Zuges von mindestens zwei kollaborativen Elementen I. Art führt.
  15. 15
    Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die kollaborativen Elemente I. Art in zwei benachbarten Teilräumen sich in entgegengesetzter Fahrtrichtung bewegen, wo sie von mindestens zwei verschiedenen kollaborativen Elementen II. Art bedient werden, dass durch die Fahrtrichtungen ein Karussell gebildet wird, in dem sich die kollaborativen Elemente I. Art und II. Art in entgegengesetzten Richtungen bewegen.
  16. 16
    Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 12 in der Logistik.
  17. 17
    Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 15 in der Lagerlogistik, insbesondere in der Kommissionierung.
  18. 18
    Leitsystem zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Segmentierung der Arbeitsvorgänge und eine Koordination aller kollaborativen Elemente vorgesehen ist, wodurch alle Arbeitsvorgänge optimal ausgeführt werden.
  19. 19
    Leitsystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass es Kommunikationsmedien aufweist, über welche die Kenntnis der Standorte aller kollaborativen Elemente jederzeit aktuell vorliegt.
  20. 20
    Leitsystem nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsmedien bidirektional und vorzugsweise kontinuierlich in Betrieb sind.
  21. 21
    Leitsystem nach einem der Ansprüche 18 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des nächsten Arbeitsvorganges, des nächsten Arbeitsschrittes und die Verteilung der Ressourcen im Raum dynamisch vorgesehen ist, wobei jede Zuordnung zum spätest möglichen Zeitpunkt unter zusätzlicher Berücksichtigung des aktuellen Zustandes des kollaborativen Systems erfolgt.
  22. 22
    Leitsystem nach einem der Ansprüche 18 - 21, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung ein wahrscheinlicher Zustand zum Zeitpunkt der Ausführung vorgesehen ist.
Independent claims22