Automatische Bestimmung eines kostengünstigen Ausbaupfades für große Module in Schiffen

Die vorliegende Arbeit löst ein Demontageproblem unter Einbeziehung von Methoden der Bewegungsplanung. Im Fokus der Planung steht das Generieren kostengünstiger Ausbaupfade in Umgebungen mit diskreten Kostenregionen. Diese Kostenregionen sind ursprünglich als Hindernisse in der Umgebung definiert, können aber unter Aufschlag von Kosten auf den Demontageaufwand entfernt werden. Das zugrundeliegende Planungsproblem sieht vor einen geeigneten Ausbaupfad für eine Zielkomponente zu generieren. Frühere Arbeiten evaluieren lediglich, ob ein Ausbaupfad möglich ist und geben diesen aus, wenn er existiert. Sie ziehen aber nicht den Ausbau anderer Komponenten in Betracht um dennoch einen Lösungspfad zu erhalten. Der in dieser Arbeit vorgestellte Ansatz füllt diese Lücke, in dem er das ursprüngliche Bewegungsplanungsproblem um die Möglichkeit erweitert Hindernisse aus der Planung zu entfernen, wenn sonst kein machbarer Pfad gefunden werden kann. Dazu wurden verschiedene, auf Varianten der RRT-Methode basierende, Strategien entwickelt um kostengünstige Pfade zu generieren, welche nahe an einer optimalen Lösung liegen. Die entwickelten Lösungsansätze wurden ursprünglich für ein konkretes Ausbauszenario mittlerer bis großer Module in Schiffen entwickelt. Aufgrund der Zusammensetzung aus wenigen einfachen Heuristiken, sollte eine Adaptierung auf andere Anwendungsbereiche, in welchen eine holonome Single-Query Planung in diskreten Kostenregionen durchgeführt werden soll, aber ebenfalls möglich sein

This thesis addresses a disassembly problem by utilizing methods stemming from the field of motion planning. Its focus lies in the generation of cost-efficient disassembly paths of specific components within environments with discrete cost regions. These regions correspond to obstacles that can be removed from the environment at the expense of additional costs for the disassembly. However, current approaches do not consider the removal of additional components when determining possible disassembly paths. This is the gap this thesis tries to close by extending the motion planning problem by allowing the disassembly of obstacles if a path could not be generated otherwise. Therefore, different strategies are proposed on the basis of RRT methods for the generation of cost-efficient paths. These strategies are primarily designed for a specific disassembly scenario within average to large components in ships. Yet, its generality and composition of a few simple heuristics should also allow an adaptation for other scenarios concerning a holonomic Single-Query planning within environments containing discrete cost regions.