Google+ Facebook Twitter XING LinkedIn GoogleCurrents YouTube

Künstliche Intelligenz

Software für die Automatisierung programmiert sich selbst

| Redakteur: Rebecca Vogt

Künstliche Intelligenz macht‘s möglich: Der moderne Automatisierer „programmiert“ ohne Programmcode.
Bildergalerie: 1 Bild
Künstliche Intelligenz macht‘s möglich: Der moderne Automatisierer „programmiert“ ohne Programmcode. (Bild: Centrum Industrial IT (CIIT))

Firma zum Thema

Nach drei Jahren Forschungsarbeit mit führenden Unternehmen der Automatisierungsbranche ist es Lemgoer Wissenschaftlern gelungen, eine Software zu entwickeln, die sich selbst programmiert. Diese Software soll nun neue Standards in der Steuerungsarchitektur und in Engineering-Prozessen von Produktionssystemen setzen.

Längst sind in Produktionshallen Maschinen miteinander vernetzt und in der Lage, sich selbst zu steuern. Hauptengpass bei der Anpassung und Umkonfiguration von Produktionsanlagen ist die Programmierung der Automationssoftware. „De facto gibt es jedoch nicht ausreichend Programmierer auf dem Markt, um ständig neue Software für ein modularisiertes Anlagenmodell schreiben oder nachprogrammieren zu können“, erläutert Prof. Oliver Niggemann, Vorstand am Institut für industrielle Informationstechnik (in-IT) der Hochschule Ostwestfalen-Lippe (OWL).

Im Projekt OPAK haben Lemgoer Forscher eine Lösung für dieses Problem entwickelt: eine Software, die sich weitgehend automatisch generiert. Funktionsorientiertes Engineering und modulare, intelligente Komponenten lauten die Schlagworte.

Algorithmus generiert Steuerungscode automatisch

Mit dem Konzept soll der Anwender gleich mehrfach unterstützt werden: Modulare, intelligente mechatronische Komponenten erleichtern die Konstruktion und Montage einer Produktionsanlage. Zusätzlich generiert ein Algorithmus große Teile des Steuerungscodes einer Anlage automatisch, lediglich die beteiligten mechatronischen Komponenten sowie deren Fähigkeiten werden benötigt.

„Mit unserer Lösung wird eine höhere Wandlungsfähigkeit technischer Systeme und ein reduzierter Engineering-Aufwand bei der Projektierung der Automatisierungslösung erreicht. Damit setzen wir neue Standards in der Steuerungsarchitektur und in Engineering-Prozessen von Produktionssystemen für die Industrie“, sagt Niggemann. Dies sei bisher, wenn überhaupt, nur unter starken Einschränkungen möglich gewesen.

Ergebnisse in Demonstrator umgesetzt

Die Forscher am in-IT arbeiteten erfolgreich an der Entwicklung einer Software, die die komplette Inbetriebnahme und den Umbau von großen Fabriken selbst steuern kann. Die Forschungsergebnisse wurden in einen Demonstrator in der Smart-Factory-OWL implementiert, der gemeinsamen Forschungs- und Demonstrationsfabrik des Fraunhofer IOSB-INA und der Hochschule OWL.

Diese Multi-Vendor-Anlage ist modular aufgebaut: Jedes Modul hat seine eigene dezentrale Steuerung und besteht aus Automatisierungskomponenten im heterogenen Umfeld verschiedener Hersteller. Für die Steuerung der Module kommt beispielsweise ein Raspberry Pi mit Codesys-Laufzeitumgebung als Kleinsteuerung zum Einsatz. Das gesamte System ist durchgängig vernetzt auf Basis von Standards wie Ethernet, WLAN oder OPC-UA.

Neuartiger funktionsorientierter Engineering-Ansatz

Der OPAK-Ansatz bietet eine visuelle Schnittstelle, mit der eine Applikation aus bereits vordefinierten Komponentenbeschreibungen und durch das Aufrufen von Komponentenfähigkeiten schnell und einfach realisiert werden könne. Das Schreiben von Quelltext beziehungsweise Funktionsblöcken und Programmcode wurde durch einen grafischen Editor, den Codesys-Application-Composer, ersetzt.

Diese Entwicklungsumgebung zur Erstellung und Konfiguration von Anwendungsapplikationen erlaube einen vollkommen neuartigen funktionsorientierten Engineering-Ansatz: Er befreie den Automatisierer zukünftig von nicht wertschöpfenden Tätigkeiten – wie zum Beispiel der Programmierung auf Signalebene – und stelle somit die Planung, den Entwurf sowie die Optimierung von Automationsabläufen wieder in den Vordergrund.

Keine Angst vor Künstlicher Intelligenz

Indem intelligente, eigenständige Hard- und Softwarekomponenten zum Einsatz kommen, die die Anlage automatisch steuern, könne sich der Automatisierer in der digitalen Fabrik der Zukunft wieder verstärkt auf die Optimierung von Abläufen konzentrieren. Der Mensch als Planungsinstanz werde in den Vordergrund gestellt: Mit geeigneten (erweiterten) Engineering-Tools soll er einen Produktionsprozess soweit planen können, dass dieser sich nachfolgend ohne signifikanten Installations-, Steuerungs- und Inbetriebnahmeaufwand in die Realität umsetzen lasse.

Niggemann will die Angst vor Künstlicher Intelligenz nehmen. Für ihn erhält der Mensch im Produktionsumfeld dadurch „mehr Zeit zur Optimierung der Abläufe und muss sich nicht länger mit generischen oder repetitiven Aufgaben befassen“.

Forschung, Komponentenhersteller und Systemintegratoren

Das Projekt OPAK („Offene Engineering-Plattform für autonome, mechatronische Automatisierungskomponenten in funktionsorientierter Architektur“) wurde über eine Laufzeit von drei Jahren vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert – im Rahmen des größten Industrie-4.0-Forschungsprogramms der Bundesregierung „Autonomik für Industrie 4.0“.

Die Projektpartner in-IT, Asys, 3S, Elrest, Festo, Fortiss und In-Tra-Com kamen aus unterschiedlichen Bereichen – von Forschung über Komponentenhersteller bis zu Systemintegratoren – und deckten damit die gesamte Wertschöpfungskette ab. Allein die Arbeiten am in-IT wurden mit knapp einer halben Million Euro gefördert.

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 44728600 / Automatisierung)