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Session: 9D

Entwurf eines automatisierten Prüf- und

Wartungssystems für ein Seitenradar-

Verkehrsmesssystem in Leitpfosten11. Oktober 2017 | Lemgo

© it‘s OWL Clustermanagement GmbH | 17.10.2017 2

Einführung

Zielsetzung

Ergebnisse

Agenda

Abschlusspräsentation

Resümee und Ausblick


EinführungRTB GMBH & CO. KG

▪ Gründung 1993 als RTB

Rehabilitatsionstechnik Broer

▪ Seit 1997 in Bad Lippspringe

▪ 2002 Umfirmierung in RTB

GmbH & Co. KG

▪ 2004 Gründung RTB-Elektronik

GmbH in Kamen

Leistungen:

▪ LZA-Zusatzausstattungen

▪ Verkehrserfassung

▪ Parkraumbewirtschaftung

▪ Blindenhilfsmittel


EinführungFraunhofer-Einrichtung

Fraunhofer Entwurfstechnik Mechatronik

▪ Start am 1. März 2011 als Projektgruppe

des Fraunhofer-Instituts für Produktions-

technologie IPT, Aachen

▪ Eigenständig seit 1. Januar 2016

▪ 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

▪ Entwurf intelligenter technischer Systeme

▪ Systems Engineering

▪ Virtual Prototyping


EinführungMotivation/ Ausgangssituation für das Transferprojekt

▪ Radar- und laserbasierte Messsysteme zur

Verkehrsdatenerfassung mit BASt-Zertifizierung

▪ Erfassung unterschiedlicher Fahrzeugklassen als

Planungsgrundrundlage für Straßenbauvorhaben

▪ Strenge Prüfvorschriften des BASt mit

Klassifizierungsgenauigkeit von bis zu 99.9%

▪ Hochpräzise Messgeräte sind unterschiedlichen

Umwelt- und Witterungsverhältnissen ausgesetzt


EinführungMotivation/ Ausgangssituation für das Transferprojekt

▪ Vollständiger Funktionstest und

Neukalibrierung durch Winterwartung

▪ Feststellung Kernfunktionalität nur durch

eine Fahrt an der Teststrecke möglich

▪ Bei 1000 Systemen sind hierfür ca. 4,25

Personenmonate nötig

▪ Deshalb: vollautomatisches Prüf- und

Wartungssystem

Witterungs- und

Verkehrslagenunabhängig, daher

100% reproduzierbar

Zeit- und Kostenersparnis


Einführung

Zielsetzung

Ergebnisse


Agenda



ZielsetzungEntwurf eines automatisierten Prüf- und Wartungssystems für ein

Seitenradar-Verkehrsmesssystem in Leitpfosten

▪ Entwicklung eines vollautomatischen Wartungs-

und Prüfsystems für ein Seitenradar-Verkehrs-

messsystem in Leitpfosten

Teilziel 1: Konzeptionierung des gesamten

Wartungs- und Prüfsystems

Teilziel 2: Prototypische Realisierung des

kinematischen Bewegungskonzeptes

Zielsetzung

Radgeschwindigkeit

MM

M

Rotationseinheit-V

parallel kinematische Einheit

Räder

Fahrzeugsilhouette

Datenaustausch

Steuerung

Distanz / Winkel

Sende SimulationGPS/GSM Daten

NeigungssensorI / Q Radar

FSK

Datum / Zeit / PositionEmpfangsdaten

BLE

Testszenarien

linear Einheit

Temperaturusw.

Prüfling


VorgehensweiseV-Modell nach VDI 2206


VorgehensweiseEntwurf eines automatisierten Prüf- und Wartungssystems

für ein Seitenradar-Verkehrsmesssystem in Leitpfosten

Phasen/Meilensteine Aufgaben/Methoden Resultate

Idealisierte mechatro-

nische Komposition2

Lösungskonzept

in Grobgestaltung3

● Beschreibung Prüfprozess

● Identifikation von Anforderungen

durch Interviews/Workshops

● Partialmodelle

● Anwendungszenarien

● Modellbasierter Entwurf

● Dynamikanalyse

● Grobkonstruktion

● Abstimmung der Komponenten

● Beschaffung und Fertigung von

Systemkomponenten

Definition System-

anforderungen

Konzipierung

Prüfsystem

Aufbau ausgewählter

Systembestandteile

Konkrete Lösung4

Synthese und Analyse

Systemanforderung1

● Fertigungsunterlagen

● Montagezeichnungen

● Stücklisten

● Montage und Inbetriebnahme


Einführung

Zielsetzung

Ergebnisse


Agenda



Fachgebietsübergreifende KonzipierungSystementwurf

Zielsetzung

▪ Anforderungen basierend auf Beschreibung

der Funktionsprüfung klären

▪ Lösungsmuster durch Partialmodelle auf

Grundlage der Anforderungen erarbeiten

Datenüberprüfung

Insbesondere Winkelabweichungen aus Referenzlage, nach 5 Minuten Lagewarnung

Datenfernübertragung

Datenfernübertragung via GSM-Netz an Server

Fahrzeugklassifizierung

Ergebnis via Bluetooth zum Prüfpersonal


Fachgebietsübergreifende KonzipierungPrüfablauf und Anforderungsliste

Prüfablauf Anforderungsliste


Fachgebietsübergreifende KonzipierungLösungsmuster und Analyse

Funktionsnachweis

Analyse

Lösungmuster

Auswahl und Gestaltung


Fachgebietsspezifische Ausarbeitung

Zielsetzung

▪ Nach modellbasiertem Funktionsnachweis

folgt die Auswahl und Abstimmung der

Systemkomponenten


Fachgebietsspezifische AusarbeitungAktoren und Befestigungselemente

El. Linearzylinder

Rundtischlager und Antrieb

Befestigungselemente

Fertigungsteile

Neben den auf dem

Markt erhältlichen

Systemkomponenten

müssen diverse

weitere Komponenten

gefertigt werden.


Fachgebietsspezifische AusarbeitungSensorik und Steuerung

Positionssensor

Neigungssensor

Industriesteuerung

Ansteuerung des Prüf- und

Wartungssystems mit

kompakter und universell

nutzbarer Industriesteuerung

von Beckhoff (C6015-IPC).


Systemintegration

Zielsetzung

▪ Fertigungs- und Montageanleitungen

▪ Zeichnungen und Stücklisten

▪ Vormontage und Inbetriebnahme


Systemintegration

Funktionsnachweis am Prototyp

mit Hybridkinematik.


Einführung

Zielsetzung

Ergebnisse


Agenda



Zusammenfassung und AusblickEntwurf eines automatisierten Prüf- und Wartungssystems für ein


AP 3 Inbetriebnahme

ausgewählter Komponenten

AP 1+2 Anforderungen und

Konzeptionierung

▪ Anforderungen aus Prüfablauf

Workshops und Interviews

identifizieren

▪ Anwendungsszenarien und

Partialmodelle

▪ Dynamikanalyse

AP 4 Synthese und Analyse

der realen Komponenten

Lösungsmuster und

Funktionsnachweis

▪ Grobkonstruktion

Gesamtsystem

▪ Auswahl und Abstimmung

Systemkomponenten

▪ Einkauf und Fertigung von

Systemkomponenten

Systemkomponenten und

Ansteuerungsmodell

▪ Fertigungs- und

Montageanleitungen

▪ Zeichnungen und

Stücklisten

▪ Vormontage

Prototyp mit

Dokumentation


Zusammenfassung und AusblickEntwurf eines automatisierten Prüf- und Wartungssystems für ein


AP 3 Inbetriebnahme

ausgewählter Komponenten

AP 1+2 Anforderungen und

Konzeptionierung

▪ Anforderungen aus Prüfablauf

Workshops und Interviews

identifizieren

▪ Anwendungsszenarien und

Partialmodelle

▪ Dynamikanalyse

AP 4 Synthese und Analyse

der realen Komponenten

Lösungsmuster und

Funktionsnachweis

▪ Grobkonstruktion

Gesamtsystem

▪ Auswahl und Abstimmung

Systemkomponenten

▪ Einkauf und Fertigung von

Systemkomponenten

Systemkomponenten und

Ansteuerungsmodell

▪ Fertigungs- und

Montageanleitungen

▪ Zeichnungen und

Stücklisten

▪ Vormontage und

Inbetriebnahme

▪ Tests zu Analysezwecken

Prototyp mit

Dokumentation

Ausblick:

Anschlussprojekt mit dem Ziel

auch weitere radar-basierte

Verkehrsmesssysteme warten

zu können.

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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