Ausgangssituation
Die Menge an Elektro- und Elektro- nikgeräte-Abfall nimmt weltweit kon- tinuierlich zu, da der Wohlstand wächst und die Produktlebenszyklen immer kürzer werden. Produzierende Unternehmen werden deshalb immer mehr in die Pflicht genommen, ihre Altgeräte zurückzunehmen und fach- gerecht zu entsorgen. Remanufac- turing und Recycling bietet ein Poten- zial, hochwertige Komponenten oder Materialien der End-of-Life Produkte wiederzuverwenden. Eine beson- dere Herausforderung bei diesen Methoden ist die Wirtschaftlichkeit des Demontagebetriebs. Die Demon- tageplanung nimmt dabei eine wich- tige Rolle ein, da ein Großteil der später anfallenden Demontagekos- ten schon während der Planung fest- gesetzt werden. Kosteneinsparpo- tenziale ergeben sich unter anderem aus Parallelisierung und Sequenzie- rung von Demontageprozessen.
UND/ODER Graphen können zur Demontageplanung eingesetzt wer- den, um alternative Subbaugruppen und Parallelisierbarkeiten zu berück- sichtigen. Eine Ableitung der Gra- phen mithilfe von CAD-Makros ist möglich. Eine vollständige Generie- rung erfordert jedoch hohe Rechen- kapazitäten.
Inhalt der Arbeit
Im Rahmen dieser Arbeit soll die Ab- leitung partieller UND/ODER- Graphen mithilfe von CAD-Makros realisiert werden. Die partiellen UND/ODER Graphen sind im Trade- Off zwischen Flexibilität und Komple- xität zu untersuchen. Mit Hilfe der partiellen UND/ODER Graphen soll es DemontageplanerInnen ermög- licht werden, alternative Demontage- reihenfolgen bestimmen zu können.
Auf diese Weise können bisher un- entdeckte Kosteneinsparpotenziale für die Demontage aufgedeckt wer- den.
Das Thema baut auf umfangreichen Vorarbeiten zur Ableitung verschie- dener Graphen aus CAD-Dateien auf. Erste Ansätze zur Ableitung voll- ständiger UND/ODER Graph wurden bereits erprobt. Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Erforschung partiel- ler Graphen. Die Erschließung parti- eller Lösungen stellt sich als Optimie- rungsproblem dar, welches beispiels- weise mit klassischen Verfahren der diskreten Optimierung (Greedy-Heu- ristik, Genetische Algorithmen, Li- near Programming, …) oder mit Ma- chine Learning Ansätzen gelöst wer- den kann.
Teilaufgaben
Recherche bestehender Ansätze zur Generierung partieller Gra- phen Modelle
Formalisierung eines Optimie- rungsproblems
Generierung partieller UND- /ODER Graphen auf Basis des Optimierungsproblems
Validierung und Erprobung Themenumfeld
Remanufacturing und Recycling
Demontageplanung
Design for Disassembly Voraussetzungen
Räumliches Vorstellungsvermö- gen und CAD-Grundkenntnisse
Erste Programmiererfahrung (z.B.
mit VBA-Makros, Python, Matlab)
Hohes Engagement und Selbst- ständigkeit
Geboten wird
Remote Bearbeitung
Intensive Betreuung und Unter- stützung bei der Einarbeitung
Abgegrenzte Aufgabenstellung
Umfangreiche Vorarbeiten
Bachelorarbeit / Masterarbeit
Remanufacturing und Recycling von End-of-Life Produkten mittels flexibler Demontageplanung
Werkzeugmaschinenlabor WZL
Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement
Abteilung Modellbasierte Systeme
Ansprechpartner Sören Münker
Campus-Boulevard 30, 3A154 D-52074 Aachen
Telefon 0241 / 80 24181 s.muenker@wzl.rwth-aachen.de
Stand Mär 2021 Bildquellen: Lya Cattel (oben), Solidworks.com (links), Unsplash.com (rechts)
