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Agenten beschaffen Informationen und führen Verhandlungen. Bei technischen und Software-Agenten heißt das: Offerte - Angebot - Zuschlag. Als oberste Software-Schicht eigenständig agierender Einzelsysteme koordinieren sie deren Zusammenspiel in Netzwerken und verteilen Kapazitäten.
Technische Agenten sind die Lösung für Koordinationsaufgaben in komplexen, dynamischen Systemen. Anstelle eines zentralen Programms, das alle möglichen Entscheidungsfälle berücksichtigen muss, treten selbstständige Module, die situationsbezogen Teilaufgaben in einem Netzwerk erfüllen. Agenten vermitteln Telefonverbindungen und koordinieren den Flugverkehr. Sie beschaffen Informationen in Datennetzen und werten sie aus. »Agentensysteme sind die Technologie der Zukunft. Mit ihnen lassen sich stabile Netzwerke einfach aufbauen und sie nutzen die modernen Kommunikationsmöglichkeiten effizient«, sagt Michael Höpf vom Fraunhofer IPA. Er und seine Teamkollegen arbeiten derzeit an Multi-Agenten-Systemen (MAS) für die Fertigung, d. h. an Netzwerken, in denen mehrere Agenten miteinander interagieren - und in der das Produkt seine Herstellung steuert.
Fertigungssysteme bestehen aus einer Vielzahl einzelner Maschinen, die immer mehr Funktionen haben und Prozesse für ein breites Produktspektrum beherrschen müssen. Die Vorarbeiten, um Maschinen und Prozesse zu koordinieren, sind aufwendig, der Ablauf für jede einzelne Maschine muss individuell programmiert werden und es können erhebliche Kosten entstehen. In großen Anlagen besteht zudem die Gefahr, dass Fehler in den Programmen oder andere Störungen im komplexen Ablauf die Gesamtfunktion stark einschränken. »Bei zentralistisch ausgerichteten Steuerungsarchitekturen ist das Risiko besonders groß«, erklärt Höpf und schlägt deshalb vor, das Prozesswissen zu verteilen und die einzelnen Akteure im System intelligenter zu machen.
Mit einer Agentensteuerung werden die Maschinen zu selbstständigen Modulen (Maschinenagenten), die ihre gerade verfügbaren Prozesse und Funktionen in einem Netzwerk anbieten. Sie besitzen Zugang zu allen relevanten Daten und und die nötige Intelligenz, um den technischen Prozess zu steuern. Die Agentensoftware kann dabei entweder in der Maschinensteuerung integriert sein oder in einem eigenen Rechner, der die Maschinensteuerung mit dem Agentennetzwerk verbindet. Die einzelnen Produkte werden als Werkstückagenten informationstechnisch abgebildet. Als solche kennen sie ihre eigenen Fertigungsprozesse und wissen um die Zusammenhänge zwischen den Fertigungsabschnitten. Indem es schrittweise mit den Maschinenagenten verhandelt, sucht sich jedes Produkt seinen individuellen Weg durch die Produktion. Die einzelnen Agenten sind dabei grundsätzlich in Funktion und Aufbau gleich. Ein zentrales Koordinationsprogramm wird nicht mehr benötigt.
Agentensysteme vereinfachen die Planung, Installation und Inbetriebnahme von Produktionsanlagen wesentlich. Das senkt die Kosten und spart Zeit. Der Fertigungsplan der Produkte ersetzt den Produktionsplan. Neue Produkte oder Varianten sind auf diese Art schnell und günstig integriert, weil nur die entsprechenden Prozesse in den Maschinenagenten installiert werden müssen. Die Ablaufprogrammierung zu verändern ist nicht mehr nötig. Das erleichtert es auch, die Struktur der Anlage zu verändern, Maschinen zu entfernen oder neu einzubinden und die Produktionsleistung einer Anlage schnell an den Bedarf anzupassen. Ein weiterer Vorteil von Fertigungsanlagen mit Agententechnik ist, dass sie sehr robust und zuverlässsig sind. Die Behandlung von Störungen muss nicht mehr explizit in einem Koordinationsprogramm vorgesehen werden. Das Agentensystem reagiert flexibel auf Ausfälle und unvorhergesehene Unterbrechungen bei einzelnen Maschinen.
Maschinen- und Werkstückagenten können ihre Vorteile optimal nutzen, wenn sie nicht nur Daten austauschen können, sondern auch physisch miteinander verbunden sind - beispielsweise über ein geeignetes Transportmittel. Das können fahrerlose Transportsysteme oder Bahnsysteme sein. Für die Hannover Messe hat das Fraunhofer IPA gemeinsam mit dem Unternehmen Schneider Electric, Seligenstadt, ein System aus mobilen Transportagenten für den innerbetrieblichen Materialfluss aufgebaut. Es besteht aus zwei mobilen Robotern, die mit Maschinen- und Software-Agenten kooperieren. Nachgestellt ist ein reales Fertigungsszenario, wie es auch in Produktionsanlagen eingebettet sein kann. (Hannover Messe Halle 17, Stand D 34)
Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Ing. Michael Höpf
Criteria of this press release:
Information technology, Mechanical engineering
transregional, national
Research projects
German
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