Agentenbasierte cyber-physische Produktionssysteme. Anwendungen für Industrie 4.0

Mit CPSS (Cyber-physische Produktionssysteme) wird eine prototypische Architektur zur Realisierung von Industrie 4.0 vorgestellt, für eine horizontale (unterschiedliche IT-Systeme) und vertikale (über die Ebenen der Automatisierung) Vernetzung von örtlich verteilten Produktionssystemen. Der Demonstrator myJohurt - entwickelt von der TuLAut (Theorie und Lehre in der Automatisierungstechnik) - ist ein Industrie-4.0-Demonstrator für ein verteiltes CPPS-Netzwerk mit heterogenen Plattformen. Der Demonstrator, an dem realitätsnah geforscht werden kann, wurde an der Hochschule Augsburg entwickelt. Ein hierarchisches Schichtenmodell von Softwareagenten besteht aus den Schichten Management Layer, Planning Layer, Scheduling Layer und Execution Layer. Der Management Layer übernimmt Funktionen eines Enterprise Resource Planning Systems (ERP-System). Der Planning Layer übernimmt die Prozessplanung; die Organisation der beschriebenen Arbeitsschritte übernimmt der Scheduling Planner. Der Execution Layer übernimmt als unterste Schicht die Arbeitsschritte auf den Maschinen. Das autonome Agentensystem trifft viele Entscheidungen selbstständig. Deren Visualisierung erfolgt mithilfe von Augmented Reality-Techniken (AR) und unterstützt den beteiligten Menschen (Wartungstechniker, Instandhalter oder Operator). Mit Proknows hat Fraunhofer IOSB-INA eine anlagenübergreifende Diagnosesoftware entwickelt, die mithilfe einer datengetriebenen Prozessmodellierung deren flexiblen Einsatz ermöglicht. Der Einsatz von pHRI (physical Human Robot Interaction) innerhalb des CPPS wird am Beispiel der Übergabe eines Produktes an den Kunden aufgezeigt.

Although manufacturers and producers are having to meet increasingly volatile customer requirements, current production automation concepts do not yet offer the necessary flexibility. It is necessary to develop novel approaches. This paper presents an overview of a prototypical architecture for the realization of cyber-physical production systems (CPPS). This enables the horizontal and vertical integration of production systems and the resultant potentials are described.