Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung und Potentialanalyse eines Systemkoordinators für den typübergeifenden Einsatz von Flurförderzeugen

Ziel des Forschungsprojekts ist die Integration und optimale Koordination herstellerspezifischer Leitsysteme und Fahrzeuge mithilfe eines Systemkoordinators. Im Rahmen einer hybriden Steuerungsarchitektur ist der Koordinator in der Lage, der jeweils geeigneten Leitsteuerung den Transportauftrag zuzuweisen und unter Anwendung verschiedener Steuerungsstrategien auch systemübergreifende Transportaufträge zu optimieren. Eine anschließende Potentialanalyse untersucht die Möglichkeiten und Voraussetzungen für Leistungssteigerungen in heterogen gesteuerten Materialflusssystemen durch diese hybride Steuerung.

Hierzu sollen auf Basis aktuell eingesetzter Leitsteuerungen und Optimierungsverfahren eine Schnittstellenklassifikation der Leitsteuerungen nach übermittelten Informationen und die Zuordnung von geeigneten Optimierungsverfahren zu jeder Klasse erfolgen. Daraufhin wird ein Systemkoordinator entwickelt, der in Abhängigkeit der Schnittstellenausprägung verschiedene Optimierungsstrategien anwenden kann. Der Systemkoordinator und verschiedene Referenzleitsysteme werden in ein Simulationsmodell überführt, sodass eine simulative Untersuchung der Optimierungspotenziale für unterschiedliche Schnittstellenklassen erfolgen kann, auf deren Basis schlussendlich Handlungsempfehlungen für die Aufgaben des Systemkoordinators und die Gestaltung der Schnittstellen ausgearbeitet werden können.

Insbesondere FTS-Hersteller, die oftmals den KMU zugeordnet werden können, profitieren vom wirtschaftlichen Potenzial der Lösung, da zum einen deren herstellerspezifisches Wissen in der Leitsteuerung und in den Fahrzeugen weitestgehend geschützt wird. Zum anderen können FTS-Hersteller die Ergebnisse aus der im Rahmen des Forschungsprojekts durchgeführten systematischen Untersuchung verschiedener Optimierungsverfahren auch für die Optimierung ihrer eigenen Leitsteuerung verwenden.

Ergebniszusammenfassung:

Eingangs wurden durch Experteninterviews vier Klassen von Informationsbeständen in Leitsteuerungen abgegrenzt. Darin sind von der „verteilten Anlage“ bis zum „autonomen Fahrzeug“ die häufig vorkommenden Beschaffenheiten von Leitsteuerungen vertreten.

Der Systemkoordinator befindet sich in einem Materialflusssystem mit mehreren, heterogenen Flotten als Vermittler zwischen den Leitsteuerungen und übergeordneten Systemen der Lager- beziehungsweise Produktionssteuerung. Es wurde eine Grundstruktur des Systemkoordinators entworfen, die aus vier Schritten besteht, nämlich der Formalisierung der Transportaufträge, dem Fähigkeitenabgleich, der Selektion eines Transportsystems und der Weitergabe des Transportauftrags. Anschließend wurden für verschiedene Informationsbestände im Koordinator passende Vorgehensweisen zur Transportauftragsvergabe erarbeitet. Da diese Vorgehensweisen stark an die eingangs ausgearbeiteten Informationsklassen angepasst sind, ist ihr Nutzen als sehr hoch einzuschätzen.

Es wurde ein Softwareprototyp des Koordinators erstellt. Dabei wurden zwei repräsentative Konfigurationen der Schnittstellen zwischen Koordinator und Leitsteuerungen sowie eine Referenzkonfiguration ohne Informationsaustausch ausgewählt. Die Evaluation in einem eigens entwickelten Softwareprüfstand mit angeschlossenen Leitsteuerungen und Materialflusssimulation zeigte, dass der Koordinator effektiv mit den vorhandenen Informationen arbeiten kann, um Transportaufträge weiter zu verteilen.

Die Projektergebnisse sind von großer Bedeutung für die Weiterentwicklung von Leitsteuerungen für fahrerlose Transportsysteme. Gleichzeitig können Anwender solcher Systeme wertvolle Schlüsse für die Erweiterung ihrer Systeme erhalten. Die Bedeutung eines Systemkoordinators wird in der Praxis in Zukunft noch zunehmen, da öfter heterogene Transportsysteme zum Einsatz kommen werden.