CrESt – Kollaborierende eingebettete Systeme

Kollaborierende eingebettete Systeme werden zu einem erheblichen technologischen Wandel beitragen und unsere Fabrikprozesse neu definieren. Fabriken von morgen werden unter Einsatz adaptiver Systemarchitekturen flexibel auf sich verändernde Produktionsbedingungen reagieren können. Lernende Maschinen werden zentrale Auftragsverwaltungen ablösen und sich selbst autonom zur Koordination von Transportaufgaben organisieren können. InSystems Automation engagiert sich mit 22 weiteren internationalen Partnern aus Industrie und Wissenschaft im Forschungsprojekt CrESt (Collaborative Embedded Systems – Kollaborierende eingebettete Systeme). Das von der Bundesregierung und der DLR initiierte Vorhaben ist auf insgesamt drei Jahre angelegt und hat ein Gesamtvolumen von über 24 Mio. Euro.

Forschungsprojekt CrESt - Maschinen vernetzen sich zu lernenden Teams

Was beinhaltet CrESt?

Das Forschungsprojekt CrESt teilt sich in sechs sogenannte „Engineering Challenges“ und sechs Querschnittsthemen auf. Die ersten drei „Engineering Challenges“ widmen sich dabei der übergeordneten Frage nach der Architektur von flexiblen, dynamischen und adaptiven Systemen.

Unter flexiblen Architekturen versteht man die Fähigkeit einer Fabrik, sich veränderten Produktionsverhältnissen anzupassen (Stichwort: Wandelbare Fabrik). Wie lässt sich beispielsweise eine neue Maschine mit veränderten Leistungsfeatures in einen bestehenden Maschinenverbund integrieren, um die Gesamtleistung einer Fabrik zu vergrößern? In diesem Szenario wird davon ausgegangen, dass die Produktion für die Zeit des Umbaus angehalten wird.

Was sind kollaborierende eingebettete Systeme und was erforscht InSystems?

Im Teilprojekt der dynamischen Architekturen wird unter anderem von InSystems zu untersuchen sein, wie ein Roboter über einen simplen Mechanismus wie etwa Plug & Play in eine vorhandenen Flotte eingebunden werden kann, ohne dass der Produktionsprozess unterbrochen werden muss. Einmal integriert, holt sich der Roboter oder die Maschine dann alle Informationen vom Systemverbund und erhält seine Fahrplanung automatisch. In einem weiteren Teilprojekt mit dem Titel „adaptive Systeme“ werden Methoden und Techniken für eine dezentrale Aufgabenverwaltung entwickelt.

Ein anderer Schwerpunkt des CrESt-Vorhabens ist schließlich das Thema der Umgebungsbetrachtung (oder Kontextualisierung). Speziell auf den Fall von InSystems gewendet, geht es hierbei um die Frage, wie man Transportroboter technisch so optimieren kann, dass sie auch bei starken Veränderungen in ihrem Arbeitsumfeld Transportaufgaben störungsfrei abwickeln können. Oft ändern sich in Fabriken Warenpositionen, Regale werden verschoben oder Maschinen hinzugefügt. In solchen Fällen müssen die Transportroboter schnell die neue Umgebung und veränderten Texturen erfassen, bevor es zu Zusammenstößen kommt.

Ziel des Projektes ist es also, jeden einzelnen Roboter als Einzelsystem in die Lage zu versetzen, selbst über seinen aktuellen Batteriezustand Bescheid zu wissen, und allein Aufwand und Kosten für einen Transportauftrag zu errechnen. Nicht mehr ein übergeordnetes zentrales Flottenmanagementsystem entscheidet, welcher Roboter welchen Auftrag übernehmen soll, sondern die Fahrzeuge ermitteln untereinander entsprechend des Systemziels, welcher Roboter über die optimalen Voraussetzungen für einen Transportauftrag verfügt.

Zielvorhaben des Forschungsprojekts

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Forschungsprojekt CrESt widmet sich der Entwicklung kollaborierender eingebetteter Systeme. Hierbei stehen dynamische Softwaresysteme im Fokus. Ziel des Projektes ist die Definition von Methoden zur modellbasierten Beschreibung von dynamischen nachladbaren Applikationen. Anwendungsbeispiele gibt es viele: Von autonomen Robotern, lernenden Steuerungsgeräten bis Produktionsmaschinen. Sie sollen sicher miteinander kollaborierend arbeiten und dem Menschen sich wiederholende Tätigkeiten abnehmen und optimal zielorientiert ausführen. Basierend auf den modellbasierten Systementwürfen, können Analyseverfahren die dafür notwendigen Eigenschaften der Systeme absichern und ihre Anwendung in den Transportrobotern von InSystems Automation GmbH finden.

Weiterführende Links:

CrESt Webseite

News: proANT Roboter für CrESt auf der Cebit 2018

Pressemitteilung zur Cebit 2018

News: CrESt setzt neue Maßstäbe