Kognitive Steuerungstechnik für selbstoptimierende Produktion
-
, and
Kurzfassung
In Anbetracht der Forderung nach zunehmender Produktivität im globalen Wettbewerb versprechen selbstoptimierende Produktionssysteme großes Potenzial, da diese über die Fähigkeit zu autonomer Anpassung des eigenen Zielsystems und des Laufzeitverhaltens verfügen. Eine Schlüsselrolle kommt dabei der Steuerungs- und Automatisierungstechnik zu, die jedoch bislang für hohen Projektierungsaufwand und starre Anlagenabläufe steht. Die Kombination aus problembezogener Wissensmodellierung und einem an kognitiven Architekturen angelehnten Steuerungsmodul könnte hier Abhilfe schaffen. Im folgenden Beitrag wird Aam Beispiel einer robotergestützten Montagezelle das Konzept vorgestellt.
Abstract
In the view of a growing need for productivity in high-wage countries there is considerable potential for production systems which are able to perform self-optimizing behavior. This comprises the ability to plan autonomously, to react flexibly and to interact intuitively with the operator. These are the qualities of a cognitive system. In today s automation technology the knowledge about a certain task and the solution have always been mixed in some sort of code implementation designed by an expert for a certain subsystem. This process has neither been flexible (with regard to changes) nor transparent (with regard to the overall system behavior). Since flexibility and transparency are prerequisites for a self-optimizing system the separation into a domain specific problem-description and a generic architecture as a solution-finder seems to be a promising approach. The ambition of the current work is to design a cognitive control architecture being able to operate on a knowledge model (exemplified by a robot based assembly cell), to percept the actual condition of the environment and to communicate on a high semantic level with the operator.
References
1 Orilski, S.; Schuh, G.: Roadmapping for Competitiveness of High Wage Countries. In: Proceedings of the 18th ISPIM Conference: Innovation for Growth – the Challenges for East and West, Warschau 2007Search in Google Scholar
2 Frank, U. et al.: Definition der Selbstoptimierung, Arbeitspapier des Sonderforschungsbereichs 614: Selbstoptimierende Systeme des Maschinenbaus, Revision 1.105, 2005Search in Google Scholar
3 Possel-Dölken, F.; Herfs, W.; Kempf, T.; Brecher, C.: Kognitive Automatisierung – Szenarien und Ansätze für die selbstoptimierende Steuerung von Abläufen. atp – Automatisierungstechnische Praxis49 (2007) 11, S. 50–60Search in Google Scholar
4 Wagels, C.; Isermann, M.; Schmitt, R.: Cognitive Tolerance Matching. Seminar on Intelligent Computing in Manufacturing Engineering, Neapel2008Search in Google Scholar
5 Pavim, A.; Damm, B.; Schmitt, R.: Sensor Fusion Techniques for the Self-optimised Assembly of a Micro-laser. 7. Internationales Heinz Nixdorf Symposium 2008Search in Google Scholar
6 Fayzullin, K.; Herfs, W.; Brecher, C.: Operative Flexibilität – Ein workflow-basierter Ansatz für die Fertigungsleittechnik. A&D-Kompendium 2008/2009, S. 22–25Search in Google Scholar
7 Henkler, S.; Hirsch, M.; Kahl, S.; Schmidt, A.: Development of Self-optimizing Systems: Domain-spanning and Domain-specific Models Exemplified by an Air Gap Adjustement System for Autonomous Vehicles. In: Proceedings of the ASME 2008 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and Information in Engineering Conference IDETC/CIE, Brooklyn 200810.1115/DETC2008-49475Search in Google Scholar
8 Langley, P.; Laird, J.; Rogers, S.: Cognitive Architectures: Research Issues and Challenges. Technical Report, Stanford University, 200610.1016/j.cogsys.2006.07.004Search in Google Scholar
9 Vernon, D.: A Survey of Artificial Cognitive Systems: Implications for the Autonomous Development of Mental Capabilities in Computational Agents, IEEE Transactions on Evolutionary Computation. Special Issue on Autonomous Mental Development, 200610.1109/TEVC.2006.890274Search in Google Scholar
10 Bischoff, R.; Graefe, V.: Design Principles for Dependable Robotic Assistants. International Journal of Humanoid Robotics1 (2004) 1, S. 95–12510.1142/S0219843604000071Search in Google Scholar
11 Albus, J. S.; AnthonyJ.B.: RCS – A cognitive Architecture for Intelligent Multi-agent Systems. Annual Reviews in Control29 (2005) 1, S. 87–9910.1016/j.arcontrol.2004.12.003Search in Google Scholar
12 Burghart, C. et al.: A Cognitive Architecture for a Humanoid Robot: A First Approach. In: Proceedings of the Int. Conference on Humanoid Robots, Humanoids, IEEE-RAS, Tsukuba 200510.1109/ichr.2005.1573593Search in Google Scholar
13 Laird, J. et al.: The Soar User s Manual. Version 8.6.3, University of Michigan, 2006Search in Google Scholar
14 Hauck, E.; Gramatke, A.; Henning, K.: Anforderungen und Architektur einer kognitiven Steuerungseinheit für den Einsatz in einer Produktionsumgebung. 5. Internationale Maschinenbau Konferenz COMEC, Santa Clara 2008Search in Google Scholar
15 Odenthal, B. et al.: Examination of Visual Representation of Assembly Instructions for an Augmented Reality-based Support System of a Cognitive Production System. In: Proceedings of the 2nd International Conference on Applied Human Factors and Ergonomics AHFE, Las Vegas 2008Search in Google Scholar
© 2009, Carl Hanser Verlag, München
Articles in the same Issue
- Editorial
- Ganzheitlich digitale Konzepte
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- Leitartikel
- Neuorientierung der Innovationsforschung
- acatech-Mitteilungen
- Aktuelle Informationen und Veranstaltungen
- WGP-Mitteilungen
- Aktuelle Informationen und Veranstaltungen
- NPRO-Mitteilungen
- Aktuelle Informationen und Veranstaltungen
- Berliner Kreis-Mitteilungen
- Forschungsfelder für die Holistische Optimierung der Produktentstehung
- Logistik
- Logistikgerechte Produktentwicklung
- Ganzheitliche Logistikplanung in Restrukturierungsprojekten
- Logistische Leistungsdifferenzierung
- Routenoptimierung in der Produktionslogistik
- Grundmethodik der Antizipativen Veränderungsplanung intralogistischer Systeme
- Fertigungstechnik
- Wirtschaftliche Prozessführung bei der Hartfeinbearbeitung von Kurbelwellen
- Prognose von Stabilitätsgrenzen beim Fräsen
- Produktionssysteme
- Kognitive Steuerungstechnik für selbstoptimierende Produktion
- Lean Production
- Zweite Lean-Welle – die sieben Thesen
- Netzwerke
- Kundenauftragsspezifische Produktionsnetzwerke in der Automobilindustrie
- Instandhaltungsplanung
- Szenariobasierte Ersatzteilbestandsplanung bei unsicherem Verschleiß
- Risikobewertung
- Ganzheitliche Risikobewertung für produzierende Unternehmen
- Serviceprozesse
- Optimierung von Serviceprozessen bei mittelständisch geprägten Herstellern von Maschinen
- Messen und Steuern
- Laseroptische Werkstückmessung
- Digitale Fabrik
- Planung und Änderung von Anlagendaten im Rahmen der Digitalen Fabrik
- RFID-Einsatz
- Open-Loop-Einsatz von RFID im industriellen Bereich
- MES-Technologie
- Effizientes Störungsmanagement in der Produktion
- Vorschau/Preview
- Vorschau
Articles in the same Issue
- Editorial
- Ganzheitlich digitale Konzepte
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- Leitartikel
- Neuorientierung der Innovationsforschung
- acatech-Mitteilungen
- Aktuelle Informationen und Veranstaltungen
- WGP-Mitteilungen
- Aktuelle Informationen und Veranstaltungen
- NPRO-Mitteilungen
- Aktuelle Informationen und Veranstaltungen
- Berliner Kreis-Mitteilungen
- Forschungsfelder für die Holistische Optimierung der Produktentstehung
- Logistik
- Logistikgerechte Produktentwicklung
- Ganzheitliche Logistikplanung in Restrukturierungsprojekten
- Logistische Leistungsdifferenzierung
- Routenoptimierung in der Produktionslogistik
- Grundmethodik der Antizipativen Veränderungsplanung intralogistischer Systeme
- Fertigungstechnik
- Wirtschaftliche Prozessführung bei der Hartfeinbearbeitung von Kurbelwellen
- Prognose von Stabilitätsgrenzen beim Fräsen
- Produktionssysteme
- Kognitive Steuerungstechnik für selbstoptimierende Produktion
- Lean Production
- Zweite Lean-Welle – die sieben Thesen
- Netzwerke
- Kundenauftragsspezifische Produktionsnetzwerke in der Automobilindustrie
- Instandhaltungsplanung
- Szenariobasierte Ersatzteilbestandsplanung bei unsicherem Verschleiß
- Risikobewertung
- Ganzheitliche Risikobewertung für produzierende Unternehmen
- Serviceprozesse
- Optimierung von Serviceprozessen bei mittelständisch geprägten Herstellern von Maschinen
- Messen und Steuern
- Laseroptische Werkstückmessung
- Digitale Fabrik
- Planung und Änderung von Anlagendaten im Rahmen der Digitalen Fabrik
- RFID-Einsatz
- Open-Loop-Einsatz von RFID im industriellen Bereich
- MES-Technologie
- Effizientes Störungsmanagement in der Produktion
- Vorschau/Preview
- Vorschau