Steuerung autonomer mobiler Roboter in der Produktion:
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINFUEHRUNG.
1
1.1 EINLEITUNG.1
1.2 ZIELSETZUNG DIESER ARBEIT.4
1.3 VORGEHENSWEISE. 6
2 BESTEHENDES SPEKTRUM AUTOMATISIERTER PRODUKTIONSSTRUKTUREN BEIM
EINSATZ MOBILER ROBOTER._.8
2.1 UEBERSICHT.8
2.2 CHARAKTERISIERUNG DES TYPISCHEN ANWENDUNGSBEREICHS FUER AUTONOME
MOBILE ROBOTER. 8
2.3 ZENTRAL GESTEUERTE PRODUKTIONSSTRUKTUREN.9
2.4 DEZENTRAL GESTEUERTE PRODUKTIONSSTRUKTUREN.12
2.5 DEZENTRAL GESTEUERTE PRODUKTIONSSTRUKTUREN MIT ZENTRALER
KOORDINIERENDER INSTANZ.17
2.6 VERGLEICHENDER UEBERBLICK UEBER DIE BETRACHTETEN PRODUKTIONS
STRUKTUREN .22
2.7 ANFORDERUNGEN AN AUTONOME MOBILE ROBOTER IN DEN VERSCHIEDENEN
PRODUKTIONSSTRUKTUREN.24
3 BEKANNTE ANSAETZE ZUR STEUERUNG AUTONOMER MOBILER ROBOTER
.27
3.1 UEBERSICHT.27
3.2 VERHALTENSORIENTIERTE ARCHITEKTUREN.29
3.3 FUNKTIONSORIENTIERTE ARCHITEKTUREN.30
3.3.1 HIERARCHISCH FUNKTIONSORIENTIERTE ARCHITEKTUREN.31
3.3.2 VERTEILTE FUNKTIONSORIENTIERTE ARCHITEKTUREN.32
3.4 ZUSAMMENFASSUNG UND BEWERTUNG DER ANSAETZE.33
4 GROBKONZEPT UND STRUKTUR EINES FUEHRUNGSRECHNERS ZUR STEUERUNG
AUTONOMER MOBILER
ROBOTER._.35
4.1 UEBERSICHT.35
4.2 GROBKONZEPT DES FUEHRUNGSRECHNERS.35
4.3 STRUKTUR DES FUEHRUNGSRECHNERS.37
I
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/947615105
INHALTSVERZEICHNIS
5
4 3.1 ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN AN DAS STEUERUNGSKONZEPT.
4.3.2 DIE HIERARCHISCHEN EBENEN DES FUEHRUNGSRECHNERS.
4.4 DIE ORGANISATIONSEBENE.
4.4.1 AUFGABEN DER ORGANISATIONSEBENE.
4.4.2
ANFORDERUNGEN AN DIE ORGANISATIONSEBENE
.
4.5 DIE KOORDINATIONSEBENE.
4.5.1 AUFGABEN DER KOORDINATIONSEBENE.
4.5.2 ANFORDERUNGEN AN DIE KOORDINATIONSEBENE.
4.6 DIE
AUSFUEHRUNGSEBENE.
4.6.1 AUFGABEN DER AUSFUEHRUNGSEBENE.
4.6.2
ANFORDERUNGEN AN DIE AUSFUEHRUNGSEBENE.
FEINKONZEPT DES FUEHRUNGSRECHNERS-
5.1 UEBERSICHT.
5.2 AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE DER ORGANISATIONSEBENE.
5.2.1 STRUKTURIERUNG DER ORGANISATIONSEBENE.
5.2.2
AUFGABENUEBEMAHME DURCH DIE KOMMUNIKATIONSSTEUERUNG.
.
5.2.3
AUFGABENEXPANSION DURCH DIE AUFGABENTRANSFORMATION
.
5.2.4 OPTIMIERUNG DER BEARBEITUNGSREIHENFOLGE DURCH DIE
AUFGABENPLANUNG.
5.3 AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE DER KOORDINATIONSEBENE.
5.3.1 STRUKTURIERUNG DER KOORDINATIONSEBENE.
5.3.2 DIE NACHRICHTENVORVERARBEITUNG.
5.3.3 KOMPLEXE ENTSCHEIDUNGSFINDUNG IM REGELBASIERTEN SYSTEM.
5.3.4 BEARBEITUNG EINFACHER TEILAUFTRAEGE IM NETZINTERPRETER.
5.3.5 UNTERSTUETZUNG DER KOORDINATIONSEBENE BEI DER SPEICHERUNG
UND VERARBEITUNG VON UMGEBUNGSDATEN.
5.4 ELEMENTE DER AUSFUEHRUNGSEBENE.
5.5 ABLAUF DER AUFGABENBEARBEITUNG.
5.6 ABLAUF DER INTERNEN STOERUNGSBEHANDLUNG.
37
38
40
.40
.41
.42
.42
.43
YY46
.46
.46
.48
.48
.49
.49
.50
.54
.54
.56
.56
.59
.60
.60
.61
YY.62
.63
.64
6 DIE KOMMUNIKATIONS- UND PLANUNGSFUNKTIONALITAET DES FUEHRUNGS-
RECHNERS -.
6.1 UEBERSICHT.
II
INHALTSVERZEICHNIS
6.2 KOMMUNIKATIONSSTEUERUNG FUER DIE AUFGABENUEBEMAHME.67
6.2.1 PROBLEMSTELLUNG BEI DER KOMMUNIKATION.67
6.2.2 GRUNDLAGEN EINER BEWERTETEN VERHANDLUNGSFUEHRUNG.68
6.2.3 AUFGABENAUSSCHREIBUNG.71
6.2.4 ANGEBOTSERSTELLUNG.72
6.2.5 AUSWAHL DES BESTEN ANGEBOTS.74
6.3 TRANSFORMATION DER AUFTRAEGE IN TEILSCHRITTE.77
6.3.1 PROBLEMSTELLUNG BEI DER AUSWERTUNG UND TRANSFORMATION
VON AUFGABEN.77
6.3.2 DIE AUFGABENBESCHREIBUNGEN IN DEN VERSCHIEDENEN
ABSTRAKTIONSSTUFEN.79
6.3.3 GRUNDDATEN FUER DIE AUFGABENTRANSFORMATION.81
6.3.4 DARSTELLUNG VON BEARBEITUNGSBEDINGUNGEN DER TEILAUFGABEN.83
6.3.5 ABLAUF DER AUFGABENTRANSFORMATION.85
6.4 PLANUNG DER AUFGABENBEARBEITUNG.87
6.4.1 PROBLEMSTELLUNG BEI DER PLANUNG IN EINEM MOBILEN ROBOTER .87
6.4.2 AUFTEILUNG DER PLANUNGSAUFGABEN.88
6.4.3 DIE LOKALE KAPAZITAETSPLANUNG.89
6.4.4 DIE KOORDINIERUNGSPLANUNG.91
6.4.5 BEHANDLUNG VON BEDINGUNGEN UND RESSOURCENANFORDERUN
GEN BEI DER AUFGABENEXPANSION.95
6.4.6 FREIGABE DER AUSFUEHRUNG VON TEILSCHRITTEN DURCH DIE
' KOORDINIERUNGSPLANUNG.97
6.4.7 BEHANDLUNG VON STOERUNGEN DURCH EINHEITENUEBERGREIFENDE
UMPLANUNGEN.98
6.5 ZUSAMMENFASSUNG.100
7 DIE STEUERUNGSFUNKTIONALITAET DES
FUEHRUNGSRECHNERS. 101
7.1 UEBERSICHT.101
7.2 DIE NACHRICHTENVORVERARBEITUNG. 102
7.2.1 ANFORDERUNGEN AN DIE NACHRICHTENVORVERARBEITUNG.102
7.2.2 AUFBAU DER NACHRICHTENVORVERARBEITUNG.102
7.3 KOMPLEXE ENTSCHEIDUNGSFINDUNG IM REGELBASIERTEN SYSTEM.104
7.3.1 ANFORDERUNGEN AN DAS REGELBASIERTE SYSTEM. 104
IN
INHALTSVERZEICHNIS
7.3.2 UNTERTEILUNG DER AUFGABEN DES REGELBASIERTEN SYSTEMS IN
UNABHAENGIGE TEILBEREICHE.
7.3.3 DARSTELLUNG DES REGELWISSENS.
106
7.3.4 DER SCHLUSSFOLGERUNGSMECHANISMUS DER INFERENZMASCHINE.108
7.3.5 STEUERUNG DER AUFGABENBEARBEITUNG IM REGELBASIERTEN SY
STEM.***
7.4
7.5
7.3.6 ANPASSUNGEN DES WISSENSBASIERTEN SYSTEMS ZUM EINSATZ
ALS PROZESSSTEUERUNG.
BEARBEITUNG EINFACHER TEILAUFTRAEGE IM NETZINTERPRETER.
7.4.1
ANFORDERUNGEN AN DEN NETZINTERPRETER.
7.4.2 DARSTELLUNG DER ZEITBEHAFTETEN PETRI-NETZE.
7.4.3
AUFBAU DES NETZINTERPRETERS.
.
INTERNE BEHANDLUNG VON STOERUNGEN.
7.5.1
UEBERBLICK UEBER DIE STOERUNGSBEHANDLUNG.
7.5.2 ERKENNUNG VON STOERUNGEN.
7.5.3 AUFSTELLUNG VON HYPOTHESEN UEBER DIE STOERUNGSURSACHE.
7.5.4 VERIFIKATION VON HYPOTHESEN.
7.5.5 BEHEBUNG VON STOERUNGEN.
112
114
114
115
117
118
118
.118
.120
.121
.123
8
7.6 ORGANISATION DER KOMMUNIKATION WAEHREND DER AUFGABENAUSFUEH
RUNG .
7.7 ZUSAMMENFASSUNG.
REALISIERUNG UND BEISPIELHAFTE ANWENDUNG.-*-
YY
8.1 UEBERSICHT.
8.2 DIE VERSUCHSUMGEBUNG.
8.2.1 DER MOBILE ROBOTER MOBROB.
8.2.2 DAS PRODUKTIONSUMFELD.
8.3 DIE PROGRAMMTECHNISCHE REALISIERUNG VON
PETRIS.
8.4 DIE KOOPERIERENDE PLANUNG MIT
PETRIS.
8.5 DARSTELLUNG DER FAEHIGKEITEN DES MOBILEN ROBOTERS DURCH
AUFGABENSCHABLONEN.
8.6
DARSTELLUNG GLEICHBLEIBENDER ABLAUFSEQUENZEN MIT EINEM ABLAUF
NETZ.
8.7 INTELLIGENTE AUFGABENBEARBEITUNG ANHAND EINES BEISPIELS.
125
128
129
129
129
129
131
.133
.135
.137
.138
.139
IV
INHALTSVERZEICHNIS
8.8 DIE KOOPERIERENDE STOERUNGSBEHANDLUNG MIT ANDEREN AUTONOMEN
EINHEITEN.141
8.9 DISKUSSION DER ERGEBNISSE.142
9 ZUSAMMENFASSUNG, UND
AUSBLICK.
144
10 LITERATURVERZEICHNIS. 147
11
STICHWORTVERZEICHNIS.-.-.
163
V |
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