ADAM - Autonom aDAptierende Maschinen

Entwicklung eines autonomen Agenten für die selbstständige Anpassung von Maschinen

Problemstellung und Herausforderung

Im Maschinen- und Anlagenbau gibt es die generelle Herausforderung, Flexibilität zu erreichen, um Änderungen der Anforderungen oder der Einsatzbedingungen einer Maschine vor Ort beim Betreiber der Maschine zu verarbeiten. Komponentenhersteller entwickeln Produkte, die in vielfältiger Art und Weise konfigurierbar sind, um ein breites Anwendungsspektrum abzudecken. Maschinenbauer möchten ihre Entwicklungen möglichst wiederverwenden und sind so zu einer Modularisierung der Maschinenlösung gezwungen. Die Wechselwirkungen zwischen Komponenten und Maschinen können dabei sehr umfangreich sein, so dass Änderungen an der Maschine und ihrer Konfiguration ein koordiniertes Zusammenwirken des Betreibers mit dem Maschinenbauer (oder auch Anlagenbauer bei mehreren Maschinen) und bei Bedarf mit dessen Zulieferern erfordern. Das bedeutet durch Kommunikations- und Lieferwege Zeit und Aufwand. In diesem Projekt sollen Anpassungsmöglichkeiten während der Maschinenlaufzeit entwickelt werden, die diese Aufwände verringern, indem die Maschine selbstständig sinnvolle Änderungen erkennt, vorbereitet und die Änderungen unterstützt und – soweit möglich – durchführt.

Verbundprojektziel und Vorgehensweise

Im Rahmen des ADAM-Projekts soll eine autonome Adaptierbarkeit von Maschinen entwickelt werden. 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 (bestehend aus mehreren Komponenten) oder der Auslieferung einer Komponente auch sogenannte autonome Agenten mit auszuliefern. Diese haben die Aufgabe, die Maschine/Komponente zu überwachen und bei Änderungen von Anforderungen zu adaptieren. Die Maschine/Komponente zusammen mit dem autonomen Agenten bildet die autonom adaptierende Maschine. Werden Änderungen in der Maschine vorgenommen, ändert auch der autonome Agent die dann neue 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 Ziele des Projekts ADAM erfordert Grundlagenforschung in verschiedenen Bereichen:

  1. Wissensmodellierung in den Gebieten Elektrotechnik (insbesondere elektrische Antriebe), 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 sowie
  6. autonome Adaptionen.

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