Dezentrale, rekursive, flexible Multi-Agenten Softwarearchitektur als Grundlage einer Fabrik der Zukunft für KI-gestützte Produktionstechnologien

Die zunehmende Notwendigkeit flexibler Entwicklung sowie lokaler, krisensicherer und wirtschaftlicher Produktion modernster IT und mechatronischer Hightech-Komponenten fordert einen vollständig flexiblen und vernetzten Standort. Im Forschungsprojekt KI.FABRIK soll ein neues technologisches Framework für KI-gestützte Produktion entwickelt werden, welche durch völlig modularer, rekonfigurierbarer, hochautomatisierter und integrierter KI-Technologien ermöglicht wird. Die zugrundeliegende Software- und Kommunikationsarchitektur wird in diesem Paper anhand eines Automatisierungs- und Robotik-Use Cases vorgestellt und diskutiert. Mit einer automatisierten Anpassung des Produktionsplans soll die ihre Ausführung mittels der dezentralen Multi-Agenten-Systemarchitektur automatisch abgeleitet und durchgeführt werden. Zunächst wird eine Anwendungsanalyse der möglichen Szenarien anhand der benötigten Funktionen (Tasks/Skills) am Use Case der Getriebemontage von Wittenstein SE durchgeführt. Anschließend wird die Implementierung konzeptuell und mittels einer prototypischen Implementierung vorgestellt. Die vorgeschlagene Interface-Struktur ermöglicht einen Datenaustausch (z. B. Skills und Modelle) zwischen Produktionszellen und KI.Roboter. Somit können a-priori Wissen und Erfahrungen zwischen den Agenten (Roboter, Intralogistiksysteme) ausgetauscht werden. Ein geeignetes Kommunikationsnetz und Komponenten, welche die Anforderungen der Industriekommunikation erfüllen, wurde hinsichtlich Protokolle, Schnittstellen, Informationsmodell und Datensicherheitsmaßnahmen erstellt. Mittels einer abstrakten Domain Specific Language (DSL4Production) werden für die Steuerungsebene von KI.ROBOTER Produktionsanlagen entwickelt, die kritischen Aspekte, z. B. Laufzeitverhalten, Laufzeitanpassung durch Prozessspezialisten bzw. Facharbeiter transparent darstellen.