Arne Rüting promoviert zur modellprädiktiven Planung zeitoptimierter Trajektorien

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Unser ehemaliger Kollege Arne Rüting hat erfolgreich seine Promotion bei Professor Ansgar Trächtler abgeschlossen. In seinem Dissertationsvorhaben entwickelte er einen echtzeitfähigen Ansatz zur zeitoptimierten Trajektorienplanung für kinematisch redundante Mechanismen. Das IEM-Team gratuliert ganz herzlich!

Gruppenbild Promotion Arne Rüting.
© Fraunhofer IEM
Glückwunsch zur bestandenen Promotion (v.l.)!: Prof. Dr.-Ing. Werner Homberg, Prof. Dr.-Ing. Ansgar Trächtler, Arne Thorsten Rüting, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. h.c. Dr. h.c. Torsten Bertram und Prof. Dr.-Ing. Gerson Meschut.

Arne Rüting forschte von Februar 2014 bis Juni 2020 am Fraunhofer IEM und widmete sich der ganzheitlichen Entwicklung von Automatisierungs- und Roboterlösungen für intelligente technische Systeme. Seine Tätigkeiten umfassten den Entwurf und die Entwicklung komplexer Steuerungs- und Regelungssysteme, die Entwicklung von Applikationssoftware sowie die Konzipierung, den Aufbau und die (virtuelle) Inbetriebnahme von Maschinen- und Anlagen. Heute ist Arne Rüting als Software-Entwickler für Anlagensteuerung bei der IMA Schelling Group tätig.

 

Zur Dissertation: Echtzeitfähige modellprädiktive Planung zeitoptimierter Trajektorien für kinematisch redundante Mechanismen auf industrieller Hardware

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der modellprädiktiven Planung zeitoptimierter Trajektorien für mehrachsige kinematisch redundante Mechanismen. Es werden zunächst grundlegende Begriffe erläutert, bevor der Stand der Wissenschaft und Technik hinsichtlich der Trajektorienplanung von kinematisch redundanten und nicht-redundanten Mechanismen sowie der Ausführung von Optimierungen auf Industriesteuerungen vorgestellt wird. Im Anschluss wird die modellprädiktive Planung erläutert. Diese nutzt die Mehrdeutigkeit bei der Ermittlung der Gelenkpositionen kinematisch redundanter Mechanismen, um die Verfahrzeit zwischen Sollpositionen im Rahmen von Punkt-zu-Punkt-Bewegungen zu minimieren.

Anhand eines kinematisch redundanten hybridkinematischen Mechanismus erfolgt zunächst eine simulative Validierung des Ansatzes. Bezogen auf die immer flexibler werdenden Fertigungen im Kontext Losgröße-1 sind jedoch echtzeitfähige selbstoptimierende Steuerungen erforderlich, die sich zur Laufzeit auf wechselnde Aufgaben einstellen und mit weiteren Systemen interagieren. Aus diesem Grund liegt der Fokus auf der echtzeitfähigen Ausführung des Ansatzes auf einer Industriesteuerung, ein entscheidender Punkt, um die erforderliche Flexibilität und industrielle Einsetzbarkeit zu erreichen und gleichzeitig ein signifikanter Unterschied zum Stand der Technik. Hierzu erfolgt die Umsetzung auf das reale System und der Nachweis der echtzeitfähigen Ausführung mit Optimierungszeiten kleiner einer Millisekunde.