Produktion im Netz robotischer Arbeitsstationen
Kern der vernetzten autonomen Produktion sind robotische Agenten, die Betriebsmittel, Werkzeuge, Baugruppen und Bauteile selbständig arrangieren und verarbeiten. Um sich von starren Ablaufstrukturen lösen zu können, müssen alle Komponenten modularisiert, d.h. mit vereinheitlichten Schnittstellen ausgestattet und transportabel gemacht werden. Je nach Größe der Komponenten kann der Transport durch AGVs (Automated Guided Vehicles) oder ATVs (Automated Track Vehicles) im Bugsier- oder im Ladebetrieb erfolgen. Alternativ können die Komponenten über Bussysteme, wie z.B. Förderbänder mit bidirektionalen Laufrichtungen und Weichen von Ort zu Ort gebracht werden. Auch der robotische Agent spielt beim Komponententransport eine wichtige Rolle, da er Zugang zu allen Ablagepositionen hat, die er für die Produktion benötigt.
Alle im Arbeitsbereich benötigten Gebinde, Geräte und Vorrichtungen müssen mit einem zuverlässig positionierbaren und ggf. verriegelbaren mechanischen Interface ausgerüstet und über standardisierte, durch einen Roboter koppelbare Schnittstellen versorgbar sein. Darüber hinaus müssen Werkzeuge vorgesehen werden, um diese Komponenten entsprechend der Planung zu transportieren.
Für dieses Konzept entwickelt das Institut für Robotik und Mechatronik des DLR neben den beschriebenen mechanischen Interfaces und Schnittstellen auch robotische Agenten (DLR SARA) sowie ATVs (SwarmRail).
Der Produktionsablauf wird in Einzelschritten beschrieben, die eine logische Abfolge sowie Eingangs- und Ausgangsbedingungen beinhalten. Eine KI kann nun für eine vorgegebene Losgröße die optimale Kombination an Arbeitsschritten über mehrere Stationen hinweg errechnen. Optimierungsziel ist hierbei die kürzestmögliche Durchlaufzeit des Auftrags auf möglichst wenig Stationen.
Die benötigten Werkzeuge, Bauteile, Vorrichtungen und Aggregate können zur Durchführung individuell komissioniert werden, um den Auftrag vollständig autonom abzuarbeiten. Eine überlagerte Ressourcenplanung kann nun die Verteilung der Produktionsressourcen, wie Werkzeuge und Sensoren, über das gesamte Netz der Anlage planen und so für eine optimale Auslastung des gesamten Produktionsnetzes sorgen.