Dezentrale, agentenbasierte Selbststeuerung von Fahrerlosen Transportsystemen

Thema
Industrie 4.0
Projekttitel Dezentrale, agentenbasierte Selbststeuerung von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS-Selbststeuerung)
Laufzeit 01.07.2011 – 30.06.2013
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Pressemitteilung

Ein Fahrerloses Transportsystem (FTS) besteht grundsätzlich aus einer Leitsteuerung, einem Kommunikationssystem, Einrichtungen zur Navigation, den FTF und stationären und peripheren Einrichtungen. Die zentrale Steuerung ist sehr komplex, meist wenig flexibel und kaum robust gegenüber Störungen. Um der Komplexität der zentralen Steuerung entgegenzuwirken, bietet sich der Einsatz von Agenten an. Agenten sind autonome Einheiten, die Entscheidungen nach einfachen Regeln treffen können. Ein mit Agenten aufgebautes, dezentrales System trägt zur Fehlertoleranz und Flexibilität bei. Das Ziel dieses Forschungsprojekts war die Entwicklung eines Gesamtkonzepts für eine konsequent dezentrale Steuerung eines FTS. Das Konzept wurde anhand von Simulationen an einem vordefinierten Referenzszenario evaluiert. Dabei trat das Agentensystem gegen eine zentrale Leitsteuerung an und bewies sein Können unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten (z.B. hohe Termintreue, kurze Durchlaufzeiten, hohe Auslastung oder niedriger Bestand).

Veröffentlichungen zum Projekt

Fahrerlose Transportsysteme (FTS) bestehen grundsätzlich aus einer Leitsteuerung, einem Kommunikationssystem und den Fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF). Die Steuerung des FTS hat die Aufgabe, einen Transportauftrag durchzuführen, sobald dieser von einem übergeordneten System erteilt wird. Der Transportauftrag wird von der FTS-Steuerung in eine tatsächliche Bewegung des FTF umgesetzt. Die Anzahl der FTF variiert dabei zwischen einigen wenigen bis hin zu 100 FTF. Durch die hohe Anzahl von FTF wird die Wahrscheinlichkeit von Behinderungen im Streckennetz erhöht. Heutige zentrale FTS-Steuerungen berücksichtigen die entstehenden dynamischen Verkehrssituationen nur unzureichend und sind im Hinblick auf Veränderungen und Störungen zu wenig flexibel und robust.

FTS, Dezentrale Steuerung, Fahrerlose Transportsysteme

Eine zentrale Steuerung von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) wird den Anforderungen einer wandlungsfähigen Produktion nicht mehr gerecht. Mit Verfahren aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz kann eine Steuerung dezentralisiert und flexibilisiert werden. Die Aufgaben der zentralen Steuerung können auf diesem Wege auf verschiedene Entitäten im System verteilt und ihre Komplexität verringert werden. Der vorliegende Artikel befasst sich mit der Dezentralisierung einer FTS-Steuerung. Die Schwerpunkte liegen auf der Auftragsvergabe, der Routenfindung sowie der Konfliktlösung.

FTS, Dezentrale Steuerung, Fahrerlose Transportsysteme

Bei Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) zeichnet sich ein Trend in Richtung intelligenter, dezentraler Systeme ab. Hierbei spielen die sogenannten Agententechnologien, die ursprünglich aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz kommen eine wichtige Rolle. Agenten sind autonome Einheiten, die anhand vorgegebener Regeln selbstständig Entscheidungen treffen. Aufgaben in einem FTS wie z. B. die Vergabe von Transportaufträgen oder die Wegefindung, können also durch bestimmte Verhaltensmuster der Agenten abgebildet werden. Gemeinsam mit dem IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover erarbeiten die Wissenschaftler des OFFIS ein Gesamtkonzept für die dezentrale Selbststeuerung von FTS.

FTS, Dezentrale Steuerung, Fahrerlose Transportsysteme

Bei Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) geht der Trend von zentraler Steuerung zur Dezentralisierung. Immer häufiger wird in diesem Umfeld der Begriff des Agenten verwendet. Dabei sind die Agenten keine Geheimdienst- oder Versicherungsagenten, sondern Softwareagenten. Softwareagenten sind autonome Einheiten, die anhand vorgegebener Regeln selbständig Entscheidungen treffen und so zur dezentralen Steuerung beitragen. Bisherige dezentrale Lösungskonzepte sind nicht konsequent dezentral – die Fahrzeuge nutzen eine gemeinsame Topologie (z.B. ein festes Streckennetz) oder werden zentral gesteuert. Gemeinsam mit dem "OFFIS - Institut für Informatik" entwickeln die Wissenschaftler des IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH ein Gesamtkonzept für die dezentrale Selbststeuerung von FTS.

FTS, Dezentrale Steuerung, Fahrerlose Transportsysteme

Förderer

Das IGF-Vorhaben 17237 N der Bundesvereinigung Logistik (BVL) e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Partner

Ihr Ansprechpartner

Benjamin Küster
M. Sc.

Abteilungsleiter Produktionsautomatisierung

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