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Sortiermaschine
Ziel der Aufgabe ist es, eine Apparatur zu entwerfen und zu bauen, mit deren Hilfe in möglichst kurzer Zeit drei verschiedene Sorten von Teilchen aus einem völlig durchmischten Ausgangsmaterial, bestehend aus Teilchen mit drei eindeutig unterscheidbaren Eigenschaften möglichst effizient getrennt werden können
Dabei sind folgende Regeln einzuhalten:
  • Ein beliebiges drei-komponentiges Gemisch von Teilchen mit minimalen Abmessungen von 10mm (in mindestens einer Raumrichtung) soll in seine einzelnen Komponenten getrennt werden.

  • Art,Art, Form und Eigenschaften der Teilchen und auch die Sortiermechanismen sind frei wählbar. Das Ausgangsmaterial kann z.B. ein Gemisch aus Schrauben, Muttern und Nägeln, oder ein Gemisch aus Kreisen, Dreiecken und Vierecken sein. Es müssen drei eindeutig unterscheidbare Komponenten sein.
  • Das Ausgangsmaterial muss zufällig und vollständig gemischt sein, und es ist vorteilhaft, verschiedene Sortiermechanismen zu verwenden (also nicht z.B. zweimal "sieben"; siehe unten), die gleichzeitig oder nacheinander ablaufen können.
  • Die Gesamtzahl N aller Teilchen im Ausgangszustand ist festgelegt und beträgt N = 300, d.h., es müssen jeweils 100 Teilchen einer Komponente enthalten sein. In möglichst kurzer Zeit soll das gesamte Ausgangsmaterial (nach Möglichkeit ohne Fremdeinwirkung) verarbeitet, und alle Komponenten möglichst effektiv getrennt werden. Es darf aber auch nach dem ersten Sortiervorgang der "Rest" wieder "oben" (z.B. in eine 2.Öffnung) eingefüllt werden, oder ein zweiter Filter montiert / eingerichtet / eingestellt werden, und das Rest-Gemisch ein zweites Mal vollständig verarbeitet werden. Die Zeit wird nur während des reinen Sortiervorgangs gemessen

  • Bewertet wird nach der Formel: P = E(1) * E(2) * S / T. Dabei bezeichnet (E1) die Effizienz der ersten und E(2) die Effizienz der zweiten Sortierung (jeweils in %); S ist die Anzahl der Sortiermechanismen und T ist die Zeit für den gesamten Sortiervorgang. Die Effizienz bezeichnet den prozentualen Anteil der aussortierten Teilchen, bezogen auf die Gesamtzahl der Teilchen dieser Sorte vor der Sortierung. Beispiel: Die Apparatur enthält je 100 Schrauben, Muttern und Nägel, also N = 300 Teilchen. Nach Ablauf der ersten Sortierung sind z.B. insgesamt 80 Schrauben erfolgreich aussortiert worden (20 Schrauben wurden also nicht erfasst), dann ist entsprechend E(1) = 80%. Nach Ablauf des zweiten Sortiervorgangs (der auch gleichzeitig stattfinden kann) seien aus dem Restgemisch z.B. insgesamt 70 Muttern erfolgreich aussortiert worden (30 Muttern wurden also nicht erfasst), dann ist entsprechend E(2) = 70%. Wenn in beiden Fällen derselbe Sortiermechanismus verwendet wurde, dann ist S = 1, wenn aber zwei verschiedene Sortiermechanismen verwendet wurden, dann ist S = 2. Damit folgt dann für die Gesamtpunktzahl P = 0,8 * 0,7 * 1 * 300 / T= 168 / T. Beachte, dass sich mit zwei verschiedenen Sortiermechanismen und bei möglichst kurzer Sortierzeit die Punktzahl erhöhen lässt! Die Gesamtpunktzahl entscheidet über die Reihenfolge der Platzierung

    Bewertungskriterien sind:

  • Gesamteffizienz.der Sortierung, entsprechend der Gesamtpunktzahl
  • Besonders kreative Lösungen können mit Sonderpreisen ausgezeichnet werden.