Agentenbasiertes Redesign und Neuinterpretation von OPC UA Designstrategien zur Flexiblen Fähigkeitsbasierten Produktion

Abstract

Zusammenfassung Um zukünftige Produktionssysteme und -prozesse auf Flexibilität, Interoperabilität und Anpassungsfähigkeit auszurichten, sind Konzepte zur Realisierung durchgängiger, horizontaler und vertikaler Integration von Assets (physischen Betriebsmittel) notwendig. In der vorliegenden Arbeit werden ein konventioneller und ein fähigkeitsbasierter Ansatz zur Kommunikation und Steuerung in Produktionsumgebungen mittels Open Platform Communications Unified Architecture (OPC UA) untersucht. Der Schwerpunkt liegt auf der intelligenten Orchestrierung von fähigkeitsbasierten Steuerungslogiken, die in Kombination mit Agentensystemen eine erhöhte Flexibilität und Anpassungsfähigkeit bieten. Dieser Ansatz ermöglicht es, auf Produktionsfähigkeiten rekonfigurierbar zuzugreifen und sie zu effizienten Produktionsservices zu aggregieren. Die Arbeit beleuchtet die Potenziale und Herausforderungen beider Ansätze und zeigt, wie fähigkeitsbasierte Systeme zur Evolution von Produktionssystemen im Sinne der Industrie 4.0 beitragen können. Durch die Verwendung von OPC UA und die Integration von Multi-Agenten-Systemen mit Digitalen Zwillingen stellt das eingeführte Konzept des Skill Orchestration Agenten (SkillOA) einen fortgeschrittenen Ansatz dar, der nicht nur die Effizienz und Leistungsfähigkeit von Produktionsprozessen steigert, sondern auch eine adaptive und dynamische Rekonfiguration von Produktionssystemen ermöglicht, ohne den Quellcode von Maschinensteuerungen anpassen zu müssen. Die Diskussion umfasst die Bewertung der Leistung und Effizienz von fähigkeitsbasierten Architekturen, die Wirksamkeit des Einsatzes von OPC UA zur Unterstützung dieser Architekturen und die notwendigen Anpassungen im Konzept eines Ressourcenagenten für eine effektive Selbst-Rekonfiguration.