Autonome Planung und Entscheidungsoptimierung in der Ablaufsteuerung flexibel automatisierter Fertigungssysteme

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Die Automatisierung der Fertigungsprozesse fokussiert sich zunehmend auf die Nutzung von Skaleneffekten, was auf die begrenzte Flexibilität in der Betriebsphase und die hohen Kosten für Planung, Programmierung und Wartung individuell gestalteter Automatisierungslösungen zurückzuführen ist. Angesichts steigender Lohnkosten und der Nachfrage nach kundenindividuellen Produkten stehen Anlagenhersteller vor der Herausforderung, hochflexible und adaptive Automatisierungssysteme für kleine bis mittlere Stückzahlen zu entwickeln. Aktuelle SPS- oder PC-basierte Fertigungsleitsysteme verarbeiten imperativ formulierte Anweisungen, was die Umsetzung eines einmal festgelegten Zustandsautomaten zur Folge hat. Diese Methode stößt an ihre Grenzen, insbesondere wenn mehrere flexible Fertigungsabläufe parallel ausgeführt werden müssen, da sie kein optimales Verhalten unter sich ändernden Randbedingungen garantiert. Die Berücksichtigung zusätzlicher Entscheidungsalternativen führt zu einer erheblichen Komplexitätssteigerung in der Programmierung. Die Arbeit untersucht, wie der Grad an Autonomie und Flexibilität in der Ablaufsteuerung automatisierter Fertigungssysteme nachhaltig erhöht werden kann. Die vorgeschlagene Lösung beinhaltet den Übergang von starrer, imperativer Programmierung zu einer Online-Planung und -Optimierung basierend auf einer deklarativen Modellbeschreibung. Ein Konzept für die autonome Planung von Steuerungsabläufen in einem