Decentralized Manufacturing Control Implementation in a Cyber-Physical Test Field

Abstract

Wie ein dezentrales Fertigungssteuerungskonzept realisiert werden und Erfolg herbeiführen kann, wirft noch immer Fragen auf. Daher wird an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Deutschland ein cyber-physikalisches Testfeld unter Verwendung von fahrerlosen Transportfahrzeugen (Automated Guided Vehicles AGV) entwickelt. Das Testfeld kann als ein "Swimmingpool"-Modell dargestellt werden. Diese Analogie beschreibt die Freiheit der Produktionsaufträge, sich mit Hilfe der AGVs dezentral innerhalb der Grenzen des "Pools", also der Produktion selbst, zu bewegen. Die Produktionsaufträge sollen den Pool von der Auftragsfreigabe auf der linken Seite bis zur Auftragsfertigstellung auf der rechten Seite des Pools durchqueren. Dabei können die Fertigungsaufträge unabhängig voneinander über die knappen Bearbeitungskapazitäten verhandeln. Ausgestattet mit bestimmten Kundenprioritäten kann ein Produktionsauftrag um eine Schwimmbahn mit teurer, aber schneller CNC-Bearbeitungskapazität verhandeln, während ein anderer Auftrag eine parallele Schwimmbahn mit preiswerter, aber langsamer konventioneller Bearbeitung bevorzugt. – Unsere Forschung auf diesem Gebiet hat gezeigt, dass ein gut organisierter Kommunikationsprozess zwischen allen Entitäten im System entscheidend für die Umsetzung eines solch dezentral organisierten Schwimmbadmodells ist. Daher konzentriert sich dieser Artikel auf die Beschreibung eines Verhandlungsmechanismus zur Unterstützung der Entscheidungsfindung zwischen diesen Entitäten. Technische Enabler wie ein MQTT-Kommunikationsbroker und eine geeignete Simulationsumgebung unterstützen das Gesamtkonzept. Es soll herausgefunden werden, inwieweit alle dezentralen Entitäten des cyber-physischen Produktionssystems (CPS) ressourcen-schonend und wertschöpfend agieren.