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Development, Simulation and Evaluation of Mobile Wireless Networks in Industrial Applications
(2023)
Manyindustrialautomationsolutionsusewirelesscommunicationandrelyontheavail-
ability and quality of the wireless channel. At the same time the wireless medium is
highly congested and guaranteeing the availability of wireless channels is becoming
increasingly difficult. In this work we show, that ad-hoc networking solutions can be
used to provide new communication channels and improve the performance of mobile
automation systems. These ad-hoc networking solutions describe different communi-
cation strategies, but avoid relying on network infrastructure by utilizing the Peer-to-
Peer (P2P) channel between communicating entities.
This work is a step towards the effective implementation of low-range communication
technologies(e.g. VisibleLightCommunication(VLC), radarcommunication, mmWave
communication) to the industrial application. Implementing infrastructure networks
with these technologies is unrealistic, since the low communication range would neces-
sitate a high number of Access Points (APs) to yield full coverage. However, ad-hoc
networks do not require any network infrastructure. In this work different ad-hoc net-
working solutions for the industrial use case are presented and tools and models for
their examination are proposed.
The main use case investigated in this work are Automated Guided Vehicles (AGVs)
for industrial applications. These mobile devices drive throughout the factory trans-
porting crates, goods or tools or assisting workers. In most implementations they must
exchange data with a Central Control Unit (CCU) and between one another. Predicting
if a certain communication technology is suitable for an application is very challenging
since the applications and the resulting requirements are very heterogeneous.
The proposed models and simulation tools enable the simulation of the complex inter-
action of mobile robotic clients and a wireless communication network. The goal is to
predict the characteristics of a networked AGV fleet.
Theproposedtoolswereusedtoimplement, testandexaminedifferentad-hocnetwork-
ing solutions for industrial applications using AGVs. These communication solutions
handle time-critical and delay-tolerant communication. Additionally a control method
for the AGVs is proposed, which optimizes the communication and in turn increases the
transport performance of the AGV fleet. Therefore, this work provides not only tools
for the further research of industrial ad-hoc system, but also first implementations of
ad-hoc systems which address many of the most pressing issues in industrial applica-
tions.
Die Arbeit setzt sich mit Unterschieden des geldpolitischen Transmissionsprozesses im Verarbeitenden Gewerbe der Bundesrepublik Deutschland auseinander. Dazu wird der Sektor nach der Systematik der BACH-Datenbank der europäischen Kommission in 10 Branchen eingeteilt. An eine kurze Betrachtung der Industrie aus makro- und mikroökonomischer Sicht schließt sich die Beantwortung der ersten Frage an: Reagieren die Industriebranchen unterschiedlich auf geldpolitische Impulse? Monetäre Innovationen werden mit Anstiegen der kurzfristigen Geldmarktzinsen abgebildet. Damit konzentriert sich die Analyse auf die Auswirkungen von restriktiven Maßnahmen. Als Referenzgrößen wurden die Produktion und die Erzeugerpreise ausgewählt. Die Analyse der Auswirkungen auf die Produktionsentwicklung zeigt, dass ein Großteil der Industriezweige erwartungsgemäß mit Rückführungen auf Zinserhöhungen reagiert. Die stärksten Produktionseinbußen ergeben sich hierbei in der Branche Herstellung elektrischer Geräte, in der Grundlegenden Metallverarbeitung und im Industriezweig Metallerzeugnisse mit Maschinenbau. Dagegen sind die in vielen Branchen entdeckten kurzfristigen Preisanstiege auf den ersten Blick ein Rätsel. Denn die Notenbank verfolgt ihre Absicht – nämlich die Stabilisierung der Verbraucherpreise – mit einer restriktiven Ausrichtung, wenn die Preise Gefahr laufen, stärker als zielkonform anzusteigen. Die vorliegenden Ergebnisse sprechen daher dafür, dass in der kurzen Frist jedoch zusätzlicher Preisdruck auf vorgelagerter Stufe erzeugt wird. Wie können die unterschiedlichen Auswirkungen auf die Branchen erklärt werden? Dieser Frage widmet sich der zweite Hauptblock der Arbeit. In einem ersten Schritt werden die relevanten Transmissionstheorien diskutiert. Die empirische Überprüfung ausgewählter Transmissionstheorien mit Branchendaten hat dabei einige grundlegende Einsichten ans Licht gebracht. Erstens korreliert die Stärke der Outputveränderung deutlich mit der Zinssensitivität der Nachfrage nach den produzierten Gütern der Branche. Zweitens können die beobachteten Preisanstiege vereinzelt mit einer Dominanz der Geldpolitik als Angebotsschock erklärt werden. Zu einem großen Teil bleibt die identifizierte Preisreaktion aber ein Rätsel. Und drittens scheint der Bilanzkanal – zumindest gemäß der hier gewählten Identifikationsstrategie – nicht grundsätzlich geeignet zu sein, die Anpassungsprozesse in den untersuchten Branchen zu erklären. Dies sollte daran liegen, dass dieser Transmissionskanal Bonitätscharakteristika und -veränderungen auf Unternehmensebene als Vehikel der Übertragung sieht.