Industrie 4.0 zum Anfassen: Agenten-Kommunikation in der Fertigung von Morgen

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Das Exzellenzcluster Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer der RWTH Aachen präsentiert auf der Hannover Messe Industrie 2016 einen Industrie 4.0-Demonstrator, der eine „Plug-and-Produce“-Lösung für konventionelle Fertigungssysteme bietet. Über den Schnittstellen-Standard OPC UA werden Daten zwischen den Systemen auf verschiedenen Ebenen eines Unternehmens verknüpft und die Kommunikation der Maschinen untereinander möglich gemacht. Das System wird somit „intelligent“.

Auch im Jahr 2016 wird sich das Exzellenzcluster (CoE) mit seinem Anwendernetzwerk PROTECA auf der Hannover Messe im Rahmen der Netzwerker gemeinsam mit ProduktionNRW vor Ort präsentieren. „Wir können natürlich nur einen ganz kleinen Einblick über die Vielzahl der Forschungsprojekte vor Ort präsentieren, da es nicht möglich ist, einen der großen Demonstratoren des CoE nach Hannover zu transportieren. Aber auch in diesem Jahr bemühen wir uns, ein sehr anschauliches Beispiel vor Ort zu zeigen“, verspricht Geschäftsführer Denis Özdemir.

Ein Forschungsschwerpunkt innerhalb des Exzellenzclusters beschäftigt sich mit den sogenannten „Selbstoptimierenden Produktionssystemen“. Nach dem Beispiel des letzten Jahres, wo die Produktionsflüsse innerhalb einer Fabrik mithilfe einer mit Sensorik ausgestatten Kugelbahn sichtbar gemacht wurden, wird in diesem Jahr ein Demonstrator aufzeigen, wie mit der entwickelten „Plug-and-Produce“-Lösung eine konventionelle Fertigung „Industrie 4.0-fähig“ gemacht werden kann.

Joghurt 4.0

Hierzu präsentiert unser CoE-Partnerinstitut, das Institutscluster IMA/ZLW & IfU einen prototypischen Software-Demonstrator, der das Produktionssystem mittels Embedded Devices in Form von Low-Level-Raspberry-Pi-Endgeräten nachbildet. Entwickelt wurde in diesem Kontext bereits ein deutschlandweiter Demonstrator in einem Konsortium aus Wissenschaftlern der TU München, der Universitäten Stuttgart und Augsburg sowie der RWTH Aachen. Dieser Prototyp, der als Vorlage dient, heißt „myJoghurt“ und befindet sich an der TU München. Wie der Name schon sagt, wird hier Joghurt produziert – und zwar nach dem Prinzip: „Losgröße 1 und das individuell nach Kundenwunsch“. Der Kunde kann sich aussuchen, welche Geschmacksrichtung und welches Topping der Joghurt haben soll und mit welchem personalisierten Schriftzug sein Deckel graviert wird. Nach erfolgter Bestellung kann er dann bei der anschließenden Produktion in Echtzeit zusehen.

Die Logik des Industrie 4.0-Demonstrators basiert auf der künstlichen Intelligenz sogenannter Multi-Agentensysteme (MAS) – einem Verbund sich selbst organisierender, autonomer Instanzen, welche die Produktion selbständig organisieren und bei Problemen eigenständig Abhilfe schaffen. Diese Produktionsagenten managen nach dem „Online-Bestelleingang“ des Kunden die vollständige Produktion vollkommen selbständig und autonom – von der Prozessplanung über die Transportlogistik bis hin zur Durchführung der einzelnen Produktionsschritte. Der virtuell ablaufende Prozess des Demonstrators kann vollständig über moderne Web-Applikationen überwacht und gesteuert werden.

Demonstrator auf HMI auf NRW-Gemeinschaftsstand

Hierüber wird ein virtueller Produktionsvorgang nachgebildet, deren Nachrichtenaustausch vollständig über das industrienahe Austauschformat „OPC UA“ realisiert wird – ein erster Schritt hin zu einer generischen Industrie 4.0. Speziell für die Hannover-Messe 2016 wird der Demonstrator auf einen industrienahen Use-Case adaptiert und bildet die Fertigung von Maschinenbaukomponenten ab. Die Produkte werden dabei über Förderbänder zu den einzelnen Produktionsmaschinen transportiert. LED-Leuchten auf den einzelnen „Maschinen“ signalisieren die Fertigung und geben Auskunft über aktuelle Prozesszustände sowie den Fortschritt der Produktion.

Bild links: Webseite zur Aufgabe der individuellen Joghurt-Bestellung durch den Kunden/Bild rechts: Screenshot der Web-Applikation zur Steuerung des Demonstrators.

Kontakt:
Exzellenzcluster Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer der RTWH Aachen Anwendernetzwerk Produktionstechnik Aachen (PROTECA)
Steinbachstraße 19
52074 Aachen
Telefon: +49 241 80 27590
Fax: +49 241 80 627590
Email: xcluster@wzl.rwth-aachen.de
www.production-research.de

Bildquelle : IMA/ZLW & IfU der RWTH Aachen