Bd. 65 Nr. 8 (2023): atp magazin
„Wir steuern auf eine KI zu, die nicht nur Auskunft gibt, sondern schon bald auch aktiv steuern, verhandeln oder planen wird“, erklärt Prof. Dr. Dr. h.c. Michael ten Hompel im Interview in dieser Ausgabe. Der geschäftsführende Institutsleiter am Fraunhofer IML verweist unter anderem auf die exponentielle Entwicklung von Künstlicher Intelligenz, die viele Menschen nicht kommen sehen.
Von der einstigen Vorstellung, dass Mensch und Maschine sich die Hand reichen und gemeinsam die Herausforderungen unserer Zeit meistern, müssen wir uns wohl langsam verabschieden. Noch sitzt der Mensch am längeren Hebel – aber wie lange noch?!
Ein Ringen um das Erlangen der Singularität zwischen Menschen und Maschinen scheint unausweichlich. Dabei geht es um nichts weniger als das Verhindern der „Machtübernahme“ der Maschinen mit Hilfe künstlicher/maschineller Intelligenz. Der Mensch wird viel Mühe aufbringen müssen, um im Kampf mit dem von ihm geschaffenen Maschinengeist die Oberhand zu behalten.
Lesen Sie im atp magazin 8/2023 wie dies gelingen kann und welche Ansätze es gibt, KI und Robotik sinnvoll zu integrieren.
Skill-basierte Intralogistik
„Robotik meets Automation: Autonome mobile Roboter kommunizieren über OPC UA”
Skill-basierte Produktion beschreibt die Organisation von Produktionsprozessen anhand von Fähigkeiten der eingesetzten Betriebsmittel. Dies können zum Beispiel autonome mobilen Roboter (AMR) sein, die in einer Produktion Werkstücke transportieren. Die dezentrale Organisation der Übergabeprozesse zwischen Maschinen und AMR wird im Beitrag beschrieben. Dabei kommunizieren die über ROS gesteuerten AMR mittels OPC UA mit einem zentralen Management-Modul, planen aber ihre Aufgaben und insbesondere die Übergabe selbsttätig.
Integration von Drohnen in den urbanen Luftraum
„Wie bringt man Ordnung in den Drohnenverkehr?“
Drohnen, genauer unbemannte Luftfahrtsysteme (Unmanned Aerial Systems (UAS)) halten zunehmend Einzug in die Anwendung. Damit ergibt sich, dass künftig gerade im niedrigen Luftraum (Flughöhe unter 150m) eine Vielzahl von UAS unterschiedlicher Betreiber unterwegs sein werden und sicher betrieben werden müssen. Der Beitrag führt in die Grundlagen des automatisierten Verkehrsmanagements im urbanen Luftraum ein und analysiert Anforderungen und Automatisierungsbedarfe. Er zeigt, wie ein automatisiertes Drohnenverkehrsmanagement aufgebaut werden kann.
Realisierung einer Folgefunktion für mobile autonome Roboter
„Follow me if you can!”
Autonome mobile Roboter (AMR) können Routen planen und Hindernissen ausweichen. In manchen Anwendungen sollen sie im Sinne einer Assistenz einer Person folgen, beispielsweise zum Transport schwerer Teile in der Intralogistik. Hierzu muss der AMR die Bezugsperson erkennen und dann in einem definierten Abstand hinter dieser her fahren. Der Beitrag zeigt, wie diese Aufgabe mit einer Kombination aus aufwendiger Sensorik, Objekterkennungsalgorithmen und modellprädiktiver Regelung (MPC) auf Basis von Kalman Filtern gelöst werden kann. In Experimenten konnte der vorgegebene Abstand vom AMR sicher eingehalten werden.
Security im Kontext des Module Type Package
„Modularisierung? Ja, aber sicher!“
Das Module Type Package (MTP, VDI/VDE/NAMUR 2658) ist der Ansatz zur Modularisierung von Anlagen der Prozessindustrie (und inzwischen nicht nur dort). In der Spezifikation wird zur Problematik der IT/OT-Security auf die IEC 62443 bzw. auf die entsprechenden Features von OPC UA verwiesen. Der Beitrag analysiert im Detail MTP bezüglich der Security-Standards IEC 62443 und VDI/VDE 2182. Dabei wird herausgearbeitet, welche Anforderungen aus den relevanten Standards im MTP bereits abgedeckt sind. Es werden aber auch Schwachstellen aufgezeigt und Lösungen zu deren Behebung vorgeschlagen.
Support for Sustainable Planning
„Energiemanagementsysteme in der Anlagenplanung: Optimierung vorab!“
Energiemanagementsysteme (EMS) sind ein wichtiges Werkzeug zur Überwachung und Optimierung des Energieverbrauchs von Prozessen und Anlagen. Der Beitrag zeigt, dass man die Systeme auch bereits bei der Anlagenplanung gewinnbringend einsetzen kann. Dazu werden insbesondere die Vorhersage- und Optimierungskomponenten des EMS zur Bewertung verschiedener Szenarien eingesetzt. Mehrere Anwendungsbeispiele aus Green- und Brownfield-Projekten zeigen das Potenzial der Methode auf.
Engineering und Inbetriebnahme von Produktionsanlagen
„Engineering-Prozesse: Erst modellieren, dann digitalisieren!“
Beim Business Process Modeling (BPM) werden Geschäftsprozesse analysiert und in einer grafischen Notation (BPMN) beschrieben. Diese Notation eignet sich auch für Engineering-Prozesse. Der Beitrag zeigt, wie man damit das Management heterogener Daten über den Lebenslauf einer Anlage beschreiben kann. Diese Beschreibung bietet die Basis für die Digitalisierung der Prozesse. Dabei geht es nicht um ein neues Datenformat, sondern um ein gemeinsames Verständnis vorhandener Daten und deren Verknüpfung. Konkret wird die Methodik auf die virtuelle Inbetriebnahme in der Automobilindustrie angewendet.
