Intelligente Produktions- und Fertigungsoptimierung - Der Bienenalgorithmus-Ansatz

Dieses Buch ist das erste Werk, das sich mit dem Bienenalgorithmus beschäftigt. Nach einer sanften Einführung in die wichtigsten Ideen, die dem Algorithmus zugrunde liegen, stellt das Buch aktuelle Ergebnisse und Entwicklungen im Zusammenhang mit dem Algorithmus und seiner Anwendung auf Optimierungsprobleme in Produktion und Fertigung vor. Mit dem Beginn der vierten industriellen Revolution sind Produktions- und Fertigungsprozesse und -systeme immer komplexer geworden. Um die beste Leistung aus ihnen herauszuholen, sind effiziente und effektive Optimierungstechniken erforderlich, die nicht von der Verfügbarkeit von Prozess- oder Systemmodellen abhängen. Solche Modelle sind in der Regel entweder nicht verfügbar oder aufgrund des hohen Grades an Nichtlinearität und Unsicherheiten in den darzustellenden Prozessen und Systemen mathematisch schwer zu lösen. Der Bienenalgorithmus ist eine leistungsstarke, schwarmbasierte, intelligente Optimierungs-Metaheuristik, die vom Suchverhalten der Honigbienen inspiriert ist. Der Algorithmus ist konzeptionell elegant und extrem einfach anzuwenden. Alles, was er zur Lösung eines Optimierungsproblems benötigt, ist ein Mittel zur Bewertung der Qualität potenzieller Lösungen. Dieses Buch zeigt die Einfachheit, Effektivität und Vielseitigkeit des Algorithmus und ermutigt Ingenieure und Forscher auf der ganzen Welt, ihn weiter einzusetzen, um eine intelligente und nachhaltige Fertigung und Produktion im Zeitalter von Industrie 4.0 und darüber hinaus zu realisieren.

Duc Truong Pham PhD DEng ist Inhaber des Chance-Lehrstuhls für Ingenieurwissenschaften an der Universität Birmingham, wo er seine Karriere als Dozent für Robotik und Steuerungstechnik begann, nachdem er an der Universität Canterbury in Neuseeland ein Grundstudium und ein Aufbaustudium absolviert hatte. Bevor er 2011 nach Birmingham zurückkehrte, war er Professor für computergesteuerte Fertigung und Direktor des Manufacturing Engineering Centre an der Universität Cardiff. Seine Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen intelligente Systeme, Robotik und autonome Systeme sowie fortschrittliche Fertigungstechnik. Er hat mehr als 100 Doktoranden ausgebildet und zusammen mit ihnen und anderen Forschungskollegen über 600 Fachartikel veröffentlicht, darunter den Originalartikel über den Bienenalgorithmus. Er wurde mit mehreren Preisen ausgezeichnet, insbesondere mit fünf Preisen für die beste Arbeit der Institution of Mechanical Engineers, einem Lifetime Achievement Award des World Automation Congress und einem Distinguished International Academic Contribution Award des IEEE. Er ist ein Fellow der Royal Academy of Engineering, der Learned Society of Wales, der Society for Manufacturing Engineers, der Institution of Engineering and Technology und der Institution of Mechanical Engineers. In der New Year Honours List 2003 der Queen wurde er zum OBE ernannt. Natalia Hartono ist seit 2016 Assistenzprofessorin an der University of Pelita Harapan, Indonesien. Sie begann ihre Laufbahn als Dozentin im Jahr 2004 nach einem Grundstudium in Wirtschaftsingenieurwesen an der Maranatha Christian University und einem Postgraduiertenstudium in Wirtschaftsingenieurwesen und Management am Bandung Institute of Technology, ebenfalls in Indonesien. Im Jahr 2019 erhielt sie ein Stipendium des Indonesian Endowment Fund for Education für ihr Promotionsstudium an der University of Birmingham. Zu ihren Forschungsinteressen gehören Operations Research, Supply Chain Management, Produktplanung und -design, der Bees-Algorithmus, intelligente Systeme, Remanufacturing und Anwendungen der Strukturgleichungsmodellierung. Sie verfügt über ein Urheberrecht und drei gewerbliche Musterrechte vom Ministerium für Recht und Menschenrechte der Republik Indonesien. Sie hat mehr als 35 Artikel in internationalen und indonesischen Fachzeitschriften und Konferenzen veröffentlicht. Sie hat drei Preise für Poster und Präsentationen über ihre Forschung an der Universität Birmingham gewonnen und war Mitgewinnerin des Borg Automotive Reman Challenge 2021. Sie ist Mitglied der International Association of Engineers, The Institution of Engineers Indonesia und Supply Chain and Logistics Indonesia.

Kapitel 1. Der Bienenalgorithmus Einführung - Teil 1: Prozesse.- Kapitel 2. Minimierung der Bestückungszeit von Leiterplatten.- Kapitel 3. Ein digitaler Zwilling zur Optimierung des Drahterodierens.- Kapitel 4. Fallstudie mit BEE-miner.- Kapitel 5. Anwendung auf das pulsierende Hydroforming.- TEIL 2: Ausrüstung.- Kapitel 6. Formerkennung für Robotermanipulation.- Kapitel 7. Identifizierung und Messung von Werkzeugverschleiß - Kapitel 8. Punktwolkenregistrierung.- Kapitel 9. Toolkit für die PID-Abstimmung.- Kapitel 10. Effekt der Harmony Memory Integration - Kapitel 11. Multilevel Image Thresholding - Kapitel 12. Roboterbahnplanung.- Teil 3. Produktionspläne.- Kapitel 13. Produktionsplanung und Terminierung einer flexiblen Fertigungsanlage - Kapitel 14. Paralleles Maschinenplanungsproblem.- Kapitel 15. Cloud-Edge Collaborative Manufacturing Task Scheduling.- Teil 4. Logistik und Lieferkette - Kapitel 16. Bienen-Traplining-Metaphern für Fahrzeug-Routing.- Kapitel 17. Gestaltung der Lieferkette - Teil 5. Wiederaufbereitung.- Kapitel 18. Planung der robotergestützten Demontage.- Kapitel 19. Multi-Objektive Optimierung von Roboter-Demontageplänen.- Kapitel 20. Aufgabenoptimierung für ein modernes Cloud Remanufacturing System - Kapitel 21. Vorhersage der Restnutzungsdauer von Motoren.