Selbstorganisiertes Rekonfigurationsmanagement cyber-physischer Produktionssysteme

Aufgrund kürzerer Innovations- und Produktlebenszyklen sowie wirtschaftlicher Volatilität wird die Rekonfiguration von Produktionssystemen während der Betriebsphase immer häufiger erforderlich. Ein weiterer Trend in der industriellen Automatisierung ist das Aufkommen von cyber-physischen Produktionssystemen, die vielversprechende Potenziale wie z.B. die Fähigkeit zur Selbstorganisation bieten. In den seltenen Fällen, in denen heute bereits eine Rekonfiguration von Produktionssystemen realisiert wird, geschieht dies in einem fehleranfälligen und zeitaufwändigen Prozess. Infolgedessen wird in dieser Arbeit die Zielsetzung abgeleitet und verfolgt, cyber-physische Produktionssysteme um die Fähigkeit eines selbstorganisierten Rekonfigurationsmanagements zu bereichern. Das vorgestellte Konzept beinhaltet eine Methodik für das selbstorganisierte Rekonfigurationsmanagement, einen Ansatz zur Wissensmodellierung und –verwaltung sowie eine Architektur für cyber-physische Produktionssysteme. Die Methodik umfasst dazu die Ausprägung der vier Schritte Ermittlung des Rekonfigurationsbedarfs, Generierung alternativer Konfigurationen, Bewertung der Konfigurationen und Auswahl einer Konfiguration und basiert auf einer Modellierung die insbesondere auf der Formalisierten Prozessbeschreibung beruht und mittels UML/XML umgesetzt wird. Insgesamt wird ein dezentrales Verfahren eingesetzt, um den Lösungsraum alternativer Systemkonfigurationen systematisch aufzuspannen und simulationsbasiert multikriteriell zu optimieren. Die Architektur integriert den Ansatz zur Wissensmodellierung und -verwaltung sowie die Rekonfigurationsmanagement-Methodik und nutzt ein Multiagentensystem sowie eine service-orientierte Architektur.