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Konzeptentwicklung ultraleichter Elektrohängebahnsysteme und deren Bewertung für Logistik-Applikationen

Aylak, Batin Latif

In der aktuellen konjunkturellen Situation beabsichtigen viele Logistikunternehmen, ihre Innovationsfähigkeit zu optimieren, um im Wettbewerb bestehen zu können. Diese Haltung geht aus der Erkenntnis hervor, dass Innovation dazu beiträgt, neue Konzepte zu erstellen und zu entwickeln, die wiederum höhere Gewinne generieren können. In dieser Arbeit wird ein innovativer Ansatz für den industriellen Transport leichter Waren untersucht, basierend auf dem Konzept einer Elektrohängebahn einschließlich deren Konstruktionsmerkmale, ihrer Betriebsspezifikation und der hierfür erforderlichen Software. Simulationsergebnisse hinsichtlich mechanischer und logistischer Eigenschaften werden dabei im Detail gezeigt. Als ultraleichte Elektrohängebahnsysteme werden in dieser Arbeit seilbasierte Systeme mit einzeln angetriebenen Laufkatzen bezeichnet. Deren Laufkatzen fahren automatisch auf dem Seil, angetrieben durch unabhängig eingebaute Energiequellen, wobei sich deren Lauf nach Signalen und Funktionen des Systems richtet. Fünf verschiedene Konzepte von ultraleichten Elektrohängebahnsystemen werden in dieser Arbeit visualisiert und ihre Komponenten erläutert. Diese Konzepte basieren auf den technischen Eigenschaften der einzelnen Komponenten. Mit Hilfe von CAD-Software werden die Konzepte visualisiert. Nach dem Konzeptvergleich wird ein optimales System ausgewählt und ausführlich beschrieben. Im Anschluss werden erforderliche Finite-Elemente-Methode-Analysen für das ausgewählte Konzept ausgeführt. Diese Analysen helfen dabei, die kritische Spannung und die Verschiebungsgrenzen von Konstruktionen unter Kraftbelastung zu berechnen. Danach wird der Prozess eines ultraleichten Elektrohängebahnsystems unter notwendigen Prämissen analysiert. Die Analyse besteht dabei aus drei Szenarien, welche darauf basieren, dass die Geschwindigkeiten der Laufkatzen bei Einzelproben schrittweise erhöht werden. Hierbei wird der Zusammenhang zwischen der Laufkatzen-Geschwindigkeit und dem Systemdurchsatz ermittelt. Ein Abstrakt-Event-Simulationsmodell eines ultraleichten Elektrohängebahnsystems wird unter Einsatz der DOSIMIS-3-Software simuliert, um die drei Szenarien umzusetzen. Ziel dieser Arbeit ist es, die logistische Anwendung des ausgewählten Konzepts zu veranschaulichen. Das ausgewählte Konzept repräsentiert jedoch kein endgültiges Design, das bereits in einer dieser Formen auch in der Praxis in Betrieb wäre. Dieses Konzept ist lediglich konstruiert, um einen Überblick zu kürzlich eingeführten Ansätzen für zukünftige Forschung zu geben. Die branchenspezifisch angepasste Umsetzung solcher Konzepte könnte zur Realisierung niedrigerer Entwicklungskosten erheblich beitragen, sodass eine schnellere Marktreife möglich würde. Entsprechend des ausgewählten Konzepts werden notwendige Änderungen vorgenommen, damit eine neue Konzeption in der Praxis umgesetzt werden kann.

Nowadays, all logistics firms aim to optimize their ability of innovation in order to survive in a competitive market. Innovation contributes to their development through the generation of new concepts, which in turn generate higher profits. This thesis project discusses and demonstrates in detail an innovative approach for the industrial transportation of lightweight goods based on developed overhead conveyor model concepts including their design features, operational specifications and software simulation results regarding both mechanical and logistical properties. Ultra-light overhead conveyor systems are rope-based systems with individually driven vehicles. The vehicles can move automatically on the rope as this system works through independently built-in energy sources and signals. Five different conceptual models of ultra-light overhead conveyor systems are represented and their components are explained in this study. These models are created based on the technical characteristics of the individual components. Through the CAD Software, models are visualized. After comparing these models, the best one is then selected and described in detail. Necessary Finite Element Method analyses for the selected model are then executed. These analyses help with the calculation of critical stress and displacement limits of structures under force load. The process of an ultra-light overhead conveyor system is then analyzed using necessary assumptions. The analysis consists of three scenarios. These scenarios are based on increasing the vehicle speeds with equal increments in each case. The correlation between vehicle speed and system throughput is investigated. A discrete event simulation model of the system is constructed using the DOSIMIS-3-software to translate these three scenarios. The objective of this work is to illustrate the logistical implementation of the selected model. This model does not represent a final design operating in a real life scenario. This model is solely designed to give an overview of this new approach for future research which would definitely help companies attain lower development costs as well as quicker market maturity. According to the selected model necessary revisions will be made and a new model will eventually be applied in real life scenarios.

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Aylak, Batin Latif: Konzeptentwicklung ultraleichter Elektrohängebahnsysteme und deren Bewertung für Logistik-Applikationen. 2015.

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