Projektierbares Multiagentensystem für die Ablaufsteuerung in der flexibel automatisierten Fertigung

Possel-Dölken, Frank; Weck, Manfred; Brecher, Christian

doi:HT014733786

Projektierbares Multiagentensystem für die Ablaufsteuerung in der flexibel automatisierten Fertigung = Projectable multi-agent system for operations control of flexibly automated manufacturing systems

Possel-Dölken, Frank^RWTH*

2006 & 2024

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Frank Possel-Dölken

Ausgabe[korrigierte Auflage]

ImpressumAachen : Shaker Verlag 2006

UmfangV, 147 S. : Ill., graph. Darst.

Dissertation, RWTH Aachen University, 2006

Druckausgabe: 2006. - Korrigierte Auflage: Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2024

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Brecher, Christian (Thesis advisor)^RWTH* ; Weck, Manfred (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2006-03-23

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2024-00093
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/976235/files/976235.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Maschinenwesen (400000)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Das vorliegende Buch stellt eine neuartige, innovative Lösung für die Ablaufsteuerung in unterschiedlichen Typen flexibler Fertigungszellen und flexibler Fertigungssysteme vor. Zunächst wird eine umfassende Analyse der Unterschiede von automatisierten Fertigungssystemen für die Zerspanung, die Blechbearbeitung sowie die Stangenbearbeitung beschrieben. Bei der durchgeführten Untersuchung standen vor allem Fragestellungen aus Sicht der Leittechnik im Vordergrund. Als Ergebnis dieser Analyse wird aufgezeigt, warum derzeit am Markt verfügbare Fertigungsleitsysteme nur vergleichsweise eingeschränkte, branchenspezifische Anwendungsfelder unterstützen. Es zeigt sich jedoch auch, dass die Entwicklung branchenübergreifender Ansätze für die Fertigungsleittechnik grundsätzlich möglich ist. Auf Basis der abgeleiteten Anforderungen an zukünftige Fertigungsleitsysteme wird die cosmos 4 Plattform entwickelt, die sich durch vier wesentliche Merkmale auszeichnet. Dies ist zunächst ein generisches Metamodell, das Referenzmodell der Fertigungsleittechnik, das eine einheitliche, objektorientierte Modellierung flexibler Fertigungssysteme ermöglicht. Dieses Metamodell bildet auch die Grundlage zur Modellierung erforderlicher Datenbasen für die Fertigungsleittechnik. Die cosmos 4 Plattform zeichnet sich weiterhin durch die umfassende Projektierbarkeit der Steuerungsagenten aus. Die erforderlichen elementaren Steuerungsfunktionen werden in Funktionsbausteinen gekapselt, die in unterschiedlichen Steuerungsagenten zum Einsatz kommen können. Zudem kann eine Regelbasis für die Ablaufsteuerung skriptbasiert implementiert werden, die festlegt, welche Funktionsbausteine in welcher Reihenfolge bzw. zu welchen Zeitpunkten ausgeführt werden müssen. Über die generische, dienstbasierte Schnittstelle der Gerätetreiber werden die herstellerspezifischen Steuerungsschnittstellen gegenüber der Leitsoftware einheitlich gekapselt, wodurch die Entwicklung wieder verwendbarer Funktionsbausteine wesentlich erleichtert wird. Die Gestaltung der Steuerungsagenten unterstützt die schnelle Inbetriebnahme der Fertigungsleitsoftware, da vielfältige manuelle Eingriffsmöglichkeiten in die internen Abläufe der Leitsoftware möglich sind. Diese Eingriffsmöglichkeiten erleichtern auf signifikante Weise das Wiederanfahren des automatisierten Fertigungssystems aus einem Fehlerzustand heraus. Zudem wird das systematische Testen der Software vereinfacht. Ein weiterer Vorteil der entwickelten Lösung ist die hohe Skalierbarkeit von cosmos 4-basierten Leitsystemen. So können überschaubare Low Cost Lösungen für kleine Fertigungszellen ebenso realisiert werden wie umfangreiche Leitsysteme für größere Fertigungsanlagen. Dies wird technisch über den komponentenorientierten Aufbau der cosmos 4 Plattform sowie die universelle, nachrichtenbasierte Kommunikationsplattform ermöglicht, die neben einer hohen Leistungsfähigkeit die Integration unterschiedlicher betrieblicher Softwareanwendungen vereinfacht. Mit der cosmos 4 Plattform konnte somit ein PC-basiertes System für die Ablaufsteuerung in der automatisierten Fertigung geschaffen werden, das bislang nicht erreichte Optimierungspotenziale und Kostenvorteile für die flexible Automatisierung erschließt. Die Gründe dafür sind die umfassende Skalierbarkeit, die intuitive, einfache Projektierbarkeit sowie die schnelle Inbetriebnahme cosmos 4-basierter Leitsysteme.

This thesis presents a new, innovative solution for the operations control in different types of flexible manufacturing systems. Based on a thorough analysis of the differences between automated manufacturing systems for cutting, sheet metal processing and slug material processing, requirements for future PC-based control software are defined. As part of this thesis a new software platform “cosmos 4” is developed that provides (1) a generic object model and (2) a multi-agent system platform. The generic object model specifies an innovative meta model for modelling components, processes and events and thus provides the basic means for describing discrete production systems. The multi-agent system platform supports the rapid development and deployment of control agents in distributed PC-environments where individual agents can be easily adapted to the specific needs of individual manufacturing systems.

OpenAccess:
PDF
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