Wissensbasiertes Selbstheilungs- und Diagnosesystem für CNC-Koordinatenmeßgeräte

Die vorliegende Arbeit entstand wiihrend meiner Tiitigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter arn Fraunhofer-Institut fUr Produktionstechnik und Automatisierung (IPA). Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr.h.c. Dr.-Ing.E.h. H.-I. Warnecke danke ich fUr die groBziige Unterstiit zung und Forderung, welche die DurchfUhrung dieser Arbeit ermoglichte. Dem Mitberichter, Herrn Prof. Dr.-Ing. G. Lechner, danke ich fiir seine eingehende Durch sicht und die Kommentare, die sich daraus ergaben. Dariiberhinaus danke ich allen Mitarbeitern des Instituts, die mich mit anregender Kritik und Hilfsbereitschaft unterstiitzt haben. Das gilt insbesondere fUr Herrn Dr. K.W. Melchior, Herrn Dr. M. Schmutz und Frau Dipl.-Math. B. Grau, ebenso aber auch fUr die Herren Dipl.-Ing. E. Englert, Dipl.-Inf. V. Giinther, Dipl.-Ing. H. Holeczek, Dipl.-Inf. A. Spiegel, Dipl.-Inf. M. Diener, Dipl.-Ing. W.-H. Lee, Dipl.-Ing. B. Kuchar, Dipl.-Ing. A. Filipovic, Dipl.-Ing. M. Kiihnel, Dipl.-Ing. I. Bursch und Dipl.-Inf. N. Waldenmaier. AbschlieBend mochte ich meinen besonderen Dank an Prof. Dr. Thomas Garbrecht und meine Familie und Freunde fiir deren moralische Unterstiitzung richten. Stuttgart, im Dezember 1993 Wilhelm Steger Inhaltsverzeichnis Formelzeichen und Abkiirzungen ............................................. . o 13 Einleitung......................................................................................... 15 Problemstellung und Zielsetzung ............................................. ..

Inhalt
1 Einleitung.- 2 Problemstellung und Zielsetzung.- 2.1 Einführung in die Koordinatenmeßtechnik.- 2.2 Integration von Koordinatenmeßgeräten in flexible Fertigungssysteme.- 2.3 Zuverlässigkeit integrierter Fertigungssysteme und Situation der Koordinatenmeßgeräte.- 2.4 Konzept für einen störungsarmen Betrieb von CNC-Koordinatenmeßgeräten.- 2.5 Ziele der Arbeit.- 3 Stand der Forschung und Technik.- 3.1 Selbstheilungsmechanismen bei automatischen Meßabläufen.- 3.2 Wissensbasierte Diagnosesysteme.- 3.3 Methoden der qualitativen Modellierung.- 3.4 Diagnose mit QR-Methoden am Beispiel HELIX.- 3.5 Weitere Arbeiten über modellgestützte Diagnosesysteme.- 3.6 Offene Problempunkte.- 4 Anforderungen an ein Selbstheilungs-und Diagnose-system.- 4.1 Forderungen an das Gesamtkonzept.- 4.2 Forderungen an die Selbstheilung von Ablaufstörungen.- 4.3 Forderungen an das Diagnosesystem für schwerwiegende Störungen des Koordinatenmeßgerätes.- 5 Ein Modell zur Selbstheilung und Diagnose fertigungs-integrierter Koordinatenmeßgeräte.- 5.1 Überblick.- 5.2 Konzept der Selbstheilung.- 5.3 Das hybride Diagnosesystem.- 5.4 Integration von Selbstheilung und Diagnose.- 6 Realisierung des wissensbasierten Systems und Einbindung in die Fertigungsumgebung.- 6.1 Funktionsstruktur des integrierten Selbstheilungs-und Diagnosesystems.- 6.2 Ablaufbezogene Funktionalität des Expertensystems.- 6.3 Mechanismen der Wissensakquisition.- 6.4 Einbindung des Selbstheilungs-und Diagnosesystems in die Informationsstruktur eines flexiblen Fertigungssystems.- 7 Piloteinsatz und Bewertung.- 7.1 Die Selbstheilung.- 7.2 Die Diagnose.- 7.3 Integration von Selbstheilung und Diagnose.- 7.4 Bewertung für weitere Entwicklungen.- 8 Zusammenfassung.- 9 Literatur.- 10 Anhang.- 10.1 Begriffe aus der Theorietechnischer Systeme und ihre Relation zur Diagnose A-1.- 10.2 Beispiel aus der statischen Wissensbasis A-6.- 10.3 Beispiel aus der dynamischen Wissensbasis A-9.