ADAM - Autonom aDAptierende Maschinen

Entwicklung eines autonomen Agenten für die selbstständige Anpassung von Maschinen

Problemstellung und Herausforderung

Im Maschinen- und Anlagenbau besteht die Herausforderung Flexibilität zu erreichen, um Änderungen von Anforderungen oder Einsatzbedingungen einer Maschine beim Maschinenbetreiber zu verarbeiten. Komponentenhersteller entwickeln Produkte, die in vielfältiger Art und Weise konfigurierbar sind, um ein breites Anwendungsspektrum abzudecken. Maschinenbauer möchten möglichst viele Teile ihrer Entwicklungen wiederverwenden und sind so zu einer Modularisierung der Maschinenlösung gezwungen. Die Wechselwirkungen zwischen Komponenten und Maschinen können dabei sehr umfangreich sein, sodass Änderungen an der Maschine und ihrer Konfiguration ein koordiniertes Zusammenwirken des Betreibers mit dem Maschinenbauer erfordern. Bei Bedarf müssen zudem Anlagenbauer und Zulieferer hinzugezogen werden. Das bedeutet Zeit und Aufwand durch Kommunikations- und Lieferwege. In diesem Projekt sollen Anpassungsmöglichkeiten während der Maschinenlaufzeit entwickelt werden, die diese Aufwände verringern, indem die Maschine selbstständig sinnvolle Änderungen erkennt, vorbereitet und unterstützt. Wenn möglich soll die Änderung auch direkt durchgeführt werden.

Verbundprojektziel und Vorgehensweise

Im Rahmen des ADAM-Projekts soll ein Agent entwickelt werden, welcher eine autonome Adaptierbarkeit von Maschinen möglich macht. Dazu sollen Komponenten und Baugruppen einer Maschine mit Informationen und Wissen über die eigene Änderbarkeit angereichert werden.

Ziel im Projekt ADAM ist es, neben der Auslieferung einer Maschine oder einer Komponente auch sogenannte autonome Agenten mit auszuliefern. Der Agent hat die Aufgabe, die Maschine / Komponente zu überwachen und bei Änderungen der Anforderungen o. Ä. zu adaptieren. Die Maschine / Komponente bildet zusammen mit dem autonomen Agenten die autonom adaptierende Maschine. Werden Änderungen an der Maschine vorgenommen, ändert der autonome Agent dann auch die Beschreibung der Maschine. Der Agent kann als IT-System zur Veränderung der Maschine angesehen werden, wobei der Agent, d.h. das IT-System, sich selbst ebenfalls dynamisch adaptiert.

Das Erreichen der Projektziele erfordert Grundlagenforschung in den folgenden Bereichen:

  1. Wissensmodellierung in der Elektrotechnik (insbesondere elektrische Antriebe) und Automatisierungstechnik (insbesondere Steuerungstechnik)
  2. On-line-Schlussfolgerungsmechanismen
  3. Handhabung von Variabilität durch Konfigurationssysteme
  4. Anforderungsmodellierung, insbesondere Formalisierung von Anforderungen und Kopplung von Anforderungen mit realisierenden Komponenten
  5. Simulationsmethoden und Monitoring von Aktionen
  6. autonome Adaptionen

Im Sinne von angewandter Forschung wird mit der Fortentwicklung und Anwendung dieser Technologien für autonom adaptierende Maschinen ein Schritt in Richtung flexibler Produkte im Maschinenbau geleistet. Durch die in ADAM entstehende Experimentalumgebung wird die Realisierbarkeit der Konzepte demonstriert. Es wird eine Basis für weitere Forschungs- und Anwendungsprojekte gelegt.