JR-Center for Intelligente und Sichere Industrieautomatisierung

Das Josef Ressel Zentrum für Intelligente und Sichere Industrieautomatisierung schafft Digitale Assistenten für Industriemaschinen, die einen intelligenten und sicheren Betrieb ermöglichen.
Im Smart Factory Lab der FH Salzburg wird ein Testbed als Grundlage für die Forschungsagenda des Josef Ressel Zentrums errichtet.
Die Automatisierungspyramide umfasst Industriemaschinen und übergeordnete Systeme, wie SCADA und ERP. Der Digitale Assistent assistiert den Menschen beim Betrieb einer Industriemaschine. Allerdings nutzt der Digitale Assistent Informationen, die sich horizontal, vertikal und in der Tiefe weiter erstrecken, als dies für den Mensch möglich ist.

Die Industrie 4.0 beinhaltet die Vision von autonomen, sich rasch adaptierenden und optimierenden Wertschöpfungsketten. Dies erfordert ihrerseits autonome und intelligente Industriemaschinen hoher Komplexität. Hier werden digitale Assistenten erforscht, die diese hochkomplexen Maschinen steuern und überwachen und somit die menschlichen Bediener entlasten und die Grenzen der Bedienbarkeit verschieben.

 

Die Automatisierung im Rahmen der dritten industriellen Revolution führte zu Maschinen, die für wiederholbare und schnelle Prozesse optimiert sind. Die damit ermöglichte Zunahme der Produktvielfalt wurde allerdings nur mithilfe einer großen Vielfalt starrer Maschinen erreicht.

Personalisierung von Waren, Produktion in Losgröße eins, sowie kürzere Time-to-Market neuer Produkte sind die Vision der Industrie 4.0. Um das zu erreichen, müssen ganze Wertschöpfungsketten optimiert werden und nicht nur isolierte Maschinen. Dies erfordert ein neues Paradigma anpassungsfähiger, digitalisierter, miteinander verbundener Maschinen und erreicht dadurch ganz neue Komplexitätsstufen, nicht nur in Bezug auf das Design dieser Systeme, sondern auch auf die menschliche Bedienung. Infolgedessen müssen Industriemaschinen autonomer und intelligenter werden, um den menschlichen Bediener zu entlasten bei gleichzeitig höherer Flexibilität und Komplexität.

Diese autonomen Maschinen bilden cyber-physische Systeme mit Netzwerkverbindungen über die operativen Netzwerkgrenzen hinaus. Die Sicherheit für Industriemaschinen und Kommunikation stellt dabei einen Schlüsselaspekt dar, der mit einer kontinuierlichen Reduktion der menschlichen Kontrolle und Überwachung einhergeht.

Die für eine intelligente und sichere industrielle Automatisierung erforderlichen Methoden und Mechanismen erfordern eine adäquate Systemarchitektur, die das notwendige Umfeld, die notwendigen Mechanismen und Flexibilität bietet.

Dieses JR-Zentrum befasst sich mit den drei Forschungsfeldern (i) Systemarchitektur, (ii) intelligenter Betrieb und (iii) Sicherheit. Diese drei Bereiche sind einerseits voneinander abhängig, aber auch gegenseitig befruchtend, und ergeben zusammen das Gerüst für einen digitalen Assistenten.

Beim digitalen Assistenten geht es dem Kern nach um künstliche Intelligenz im eigentlichen Sinn, nämlich darum, in einer Problemstellung, die sonst von menschlicher Intelligenz ausgeführt wird, rational zu handeln. Das heißt, der digitale Assistent empfängt Wahrnehmungen aus einer Umgebung und wirkt auf die Umwelt ein, indem er menschlichen Bedienern Handlungen empfiehlt oder Informationen präsentiert, Parametrisierungen von Maschinen auswählt oder Maschinen autonom steuert.

Schlussendlich soll der digitale Assistent in der Lage sein, den menschlichen Bediener durch Hilfestellung bei der Überwachung und Steuerung von Maschinen, wie z.B. Spritzgießmaschinen, Fräs- oder Drehmaschinen, Etikettier- oder Abfüllmaschinen und dergleichen, zu entlasten und zu unterstützen.

Stefan Huber, Leiter des Josef Ressel Zentrums für Intelligente und Sichere Industrieautomatisierung, und Simon Hoher, Fachbereichsleiter Mechatronik, diskutieren die Anomalieerkennung von Industriemaschinen.
Die grobe Architektur des Digitalen Assistenten und die drei damit assoziierten Forschungssäulen.

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Website des JR-Zentrums für Intelligente und Sichere Industrieautomatisierung

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