Konfiguration statt Programmierung
Sollten sich in der Fertigung neue Anforderungen ergeben, z.B. Änderungen von Prozessen oder bei Werkstücken, muss nicht mehr die bestehende IT-Struktur, sondern nur der einzelne Agent geändert oder neu konfiguriert werden. Ganz neue Werkstückarten oder Linienelemente müssen lediglich als Agent implementiert werden, können aber ohne Änderungen in bestehender Struktur ins Agentensystem eingefügt werden. Das ist problemorientiert, abstrakt und weniger aufwendig.
Die Technik
Das iAgent Toolkit ist ein Java-basierendes Multiagentensystem. In diesem kommunizieren alle Agenten über TCP-IP Nachrichten miteinander oder über Konnektoren auch mit ihrer Umwelt, z.B. einer SPS. Dieses lose gekoppelte System kann über mehrere Rechner verteilt werden. Erweiterungen und Änderungen des MAS erfolgen nur über Änderungen einzelner Agenten oder dem Hinzufügen neuer Agenten. Andere, bereits laufende Agenten sind davon nicht betroffen. Die Zugriffs- und Ausfallsicherheit des Systems wird hier auf Agentenebene durchgeführt. Dazu gehört die Zustandsspeicherung in Datenbanken, zur Ausfallsicherheit und die Systemsicherheit innerhalb des Agenten oder der Sicherheitszone.
Szenario –
Industrie 4.0 mit dem iAgent-Framework
Folgender Ablauf wurde bereits exemplarisch realisiert: Werkstücke wurden mit ID-Tags versehen, wodurch diese innerhalb der Fertigung identifizierbar sind. Für jedes ID-Tag ist ein Agent im Agentensystem angelegt. Dazu kamen weitere drei Agenten, welche die Linien repräsentierten und ein Agent für die Steuerung der Visualisierung. [BILD] Ziel ist, dass die Werkstücke selbst ihre Ziele erfüllen. Als mögliche Ziele sind dafür drei unabhängige Arbeitsschritte an ebenfalls drei Stationen vorgesehen. Neben der Fertigungsstraße kommen folgende Hardwarekomponenten zum Einsatz:
- RFID-Leser zur Zuordnung Teil-RFID-Agent
- E/A-Module zur Ansteuerung der Fertigung durch die Agenten
- PC mit Windows Kithara-Echtzeiterweiterung zur Verbindung zwischen Agentensystem und Fertigung
- PC für das Agentensystem
- PC als Webserver für die Visualisierung
Um den Zustand und die Kommunikation der Agenten zu visualisieren, wurde das gesamte Agentensystem auf einem normalen PC-Monitor visualisiert. Die Einspeisung der Werkstücke als intelligente Agenten wurde über einen Rezepteditor realisiert, der auf einem iPad lief. Auch die Zustände der drei festen Stationen konnten über ein Android-Tablet, das als Parametereditor eingesetzt wurde, verändert werden. Über diese Konfiguration war es möglich, sowohl reguläres Verhalten als auch Störfälle darzustellen.
Flexibel anpassbar –
Konfiguration statt Programmierung
Das iAgent-Toolkit ist ein Software-Framework, das den Aufbau eines kundenspezifischen Systems schnell und einfach macht. Nach einer Analyse der Kundenanforderungen werden die Agenten mit ihren Zuständen, Zielen und Aufgaben an das vorhandene System angepasst. Die Fertigungsprozesse und Güter sind durch einzelne Agenten abgebildet und mit geeigneten Zielfindungsalgorithmen ausgestattet. Das Agentensystem kann überall eingesetzt werden, wo schnelle Änderungen, dezentrale Systeme oder komplexe Zielfindungen notwendig sind. Steuerungen, Sensoren und Aktoren können problemlos in das CPS integriert werden. Auch die Überwachung von Datenbanken oder die selbständige Datenanalyse kann von Agenten übernommen werden. Änderungen am System erfolgen durch die Änderung der Ziele von Komponenten im CPS, anstatt des Ausprogrammierens des Systemverhaltens. Demzufolge kann die Fertigung auf Störungen oder geänderte Abläufe selbständig flexibel reagieren und muss nicht aufwendig neu in Betrieb genommen werden. Durch verringerte Stillstandszeiten und geringerem Betreuungsaufwand läuft die Fertigung ökonomischer. Auch der Energieverbrauch und die -Erzeugung, z.B. von Prozessabwärme, können so optimiert werden, indem natürliche Ressourcen geschont werden. In Summe ergibt sich eine Kostenreduzierung, mit der sich Investitionen schnell rechnen. Die iAgent-Lösung ist leicht erweiterbar um die Anbindung an HMI, Scada, MES, SAP, Logistik, Facility Management und Energieverwaltung. Der Automatisierungsgrad wird auf eine höhere Ebene bis hin zur Logistik gesteigert. Damit erschließt sich das volle Potential der Industrie 4.0. Die Firma infoteam bietet für alle, die eine solche Lösung mit Visualisierung, HMI und der plattformunabhängigen Anbindung von mobilen Endgeräten suchen, die passende Lösung.
