Automatisierung: Flexible Roboter entscheiden selbständig

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Die Wissenschaftler  Fredrik Danielsson und Bo Svensson haben an der schwedischen Universität West (Högskolan Väst) flexible Automationssysteme mit Robotern entwickelt, die eigenständig Entscheidungen treffen und sich an äußere Umstände anpassen. Diese Roboter arbeiten einfach weiter, selbst wenn etwas schiefläuft. Anwender können sie jeden Tag umprogrammieren, die Ausrüstung und die gefertigten Produkte variieren.

Fredrik Danielsson und Bo Svensson haben gezeigt, dass das auch im Alltag funktioniert. Die Tests fanden an einer automatisierten Fertigungsstraße mit drei Robotern statt, zwei Maschinen für die Metallbearbeitung, einem Transportsystem, einem Handhabungssystem und einer Messstelle.

Die heute übliche automatisierte Fertigung funktioniert genau so lange, wie keine Fehler auftreten. Das liegt daran, dass das System hierarchisch aufgebaut ist. Die Mastersteuerung gibt die Anweisungen für die anstehenden Tätigkeiten. Erst wenn die Steuerung erfährt, dass der Auftrag erledigt worden ist, wird der nächste Auftrag veranlasst.

Im neuen Modell der Wissenschaftler arbeiten alle Elemente unabhängig. Jeder Roboter, jedes Fließband und jede Maschinen sind mit kleinen intelligenten Programmen, den Agenten, ausgestattet, das keine Befehle einer übergeordneten Steuerung braucht, um die Aufgaben zu erfüllen. Die Programme wissen, mit welchen Nachbarn sie kommunizieren müssen und treffen lokal begrenzte Entscheidungen. Jedes Programm wird gesteuert durch direkt benachbarte Vorgänge. Das Startsignal für eine Maschine könnte sein, dass jemand ein Blechteil hineinlegt. Dann weiß die Maschine, dass eine Bohrung ansteht. Die Abläufe sind nicht auf eine bestimmte Reihenfolge festgelegt. Wenn ein Blech verlorengeht, arbeitet das System mit anderen Teilen weiter. Der Bediener kann auch ein neues Teil mitten im Arbeitsfluss einlegen, ohne das System zu beeinträchtigen.

Es kann bis zu einem Jahr dauern, ein traditionelles Automatationssystem zu schaffen und es erweist sich als sehr schwierig, zeitraubend und teuer, es an veränderte Anforderungen anzupassen. Im neuen Modell lassen sich Ausrüstung und Bediener leicht auswechseln. Es kann außerdem eine Reihe von Produktvarianten erstellen, denn es lässt sich leicht umprogrammieren. Die Steuerungsprogramme werden in wenigen Minuten mit Hilfe der Software P-SOP erstellt, die von Fredrik Danielsson und Bo Svensson geschrieben wurde. Der Operator gibt P-SOP-Befehle aus, die die erforderliche Funktionsweise des Systems zeigen. Dann erhält er auf Knopfdruck die Steuerungsprogramme für unterschiedliche Maschinen.

Bild: Die Wissenschaftler Fredrik Danielsson und Bo Svensson entwickeln flexible Automationssysteme. Bild: Högskolan Väst

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