Simulation zellularer Intralogistiksysteme zur Analyse der Leistungsverfügbarkeit in der Virtuellen Realität
Final Report Abstract
Im Rahmen des Projekts „Simulation zellularer Intralogistiksysteme zur Analyse der Leistungsverfügbarkeit in der Virtuellen Realität“ wurden am RIF Institut für Forschung und Transfer e.V. in Dortmund Verfahren entwickelt, die eine simulationsbasierte Ermittlung der Leistungsverfügbarkeit einer intralogistischen Anlage ermöglichen. Die Leistungsverfügbarkeit ist ein relativ neuer Begriff zur Bewertung der tatsächlichen Verfügbarkeit einer industriellen Anlage und dient somit einer Vereinfachung der Kommunikation zwischen Anbietern und Betreibern solcher Anlagen. Um anbieterseitig oder auch gemeinsam mit den späteren Betreibern die Planung einer Anlage frühzeitig evaluieren zu können, sollte diese vor der Montage und Inbetriebnahme in der Simulation analysiert werden können. Für traditionelle intralogistische Anlagen ist dies Stand der Technik. Für die neu aufkommenden Schwärme von agentenbasiert gesteuerten fahrerlosen Transportfahrzeugen wird dies erstmals durch die Ergebnisse dieses Projekts möglich. Auch das moderne Maß der Leistungsverfügbarkeit zur Bewertung einer Anlage kann erstmals durch Simulation ermittelt werden. Um Anbietern und Betreibern neben dem quantifizierbaren Maß der Leistungsverfügbarkeit eine weitere Methode der Vertrauensbildung in die Planung an die Hand zu geben, wurden die neuen Simulationsverfahren so konzipiert, dass eine nahtlose Nutzung der Virtuellen Realität und somit ein tatsächliches Erfahren der Anlage möglich ist. Die Nutzung kryptischer Mensch-Maschine-Schnittstellen wird durch die freie und intuitive Interaktion mit dem Simulationsmodell in Echtzeit ersetzt. Alle Verfahren wurden daraufhin ausgelegt und die erfolgreiche prototypische Implementierung und deren Portierung auf eine Stereo-Rundumprojektionsanlage belegen die Machbarkeit der Konzepte. Zur Ausgabe von Simulationsergebnissen und internen Zuständen der Simulation und zur Entgegennahme von Benutzereingaben wurden für die Virtuelle Realität neue Metaphern und Interaktionsmechanismen geschaffen, die dem Benutzer eine völlig neue Form des Umgangs mit der Simulation ermöglichen. Um in der Virtuellen Realität erlebte und diskutierte Sachverhalte im Nachhinein kommunizieren zu können, wird eine Auswahl von Methoden vorgeschlagen, die von der Sammlung konfigurierbarer Daten während der interaktiven Simulation bis hin zur vollständigen Aufzeichnung einer Virtual Reality-Session reichen. Ein wichtiger Aspekt im Rahmen des Projekts war es, die Simulation so zu konzipieren, dass sie mittels einer realitätskonformen agentenbasierten Steuerung genutzt werden kann. Hierzu wurden zwei Ergebnisse erarbeitet. Für eine Ankopplung nahezu beliebiger realer Steuerungen wurde zunächst eine hierarchisch tief angesiedelte Schnittstelle konzipiert. Da jedoch auch die Steuerung in frühen Projektphasen noch nicht zur Verfügung stehen muss, wurde zudem gezeigt, dass auch die Abbildung des Steuerungsverhaltens im Simulator selbst möglich ist. Hierzu wird eine Petri-Netzorientierte Skriptsprache empfohlen, die sehr gut dem nebenläufigen Charakter agentenbasierter Steuerungen entspricht. Abschließend kann festgestellt werden, dass alle Ziele des Projekts erreicht werden konnten. Insbesondere hinsichtlich der Echtzeitfähigkeit der Simulationsverfahren bei einerseits Schwärmen von fahrerlosen Transportfahrzeugen und andererseits komplexen agentenbasierten Steuerung konnte zu Beginn des Projekts nicht sicher davon ausgegangen werden. Die Portierung der prototypischen Implementierung der neu entwickelten Verfahren auf eine reale Virtual Reality-Anlage belegt den Erfolg des Projekts und sollte auch Anbieter und Betreiber von intralogistischen Anlagen vom Wert der erzielten Ergebnisse überzeugen.
Publications
- Simulations- und VR-basierte Steuerungsverifikation zellularer Intralogistiksysteme. In: Logistics Journal, ISSN 2192-9084, Proceedings 9. Fachkolloquium der WGTL, Dortmund, 17. – 18.9.2013
Rossmann, J.; ten Hompel, M.; Eilers, K.
- Ermittlung der Leistungsverfügbarkeit zellularer Intralogistiksysteme mit Hilfe von Simulations- und VR-Techniken. In: Logistics Journal, ISSN 2192-9084, Proceedings 10. Fachkolloquium der WGTL, Garching, 8. – 9.10.2014
Rossmann, J.; ten Hompel, M.; Eilers, K.
(See online at https://doi.org/10.2195/lj_Proc_rossmann_de_201411_01) - Modeling an AGV based facility logistics system to measure and visualize performance availability in a VR Environment. In: Proceedings of the Winter Simulation Conference (WSC), Savannah, USA, 7. – 10.12.2014
Rossmann, J.; ten Hompel, M.; Eilers, K.
- Planung und Berechnung der systemischen Leistungsverfügbarkeit komplexer Logistiksysteme. In: Logistics Journal (Unterreihe 3), ISSN 2192-9084, Proceedings 10. Fachkolloquium der WGTL, Garching, 8. – 9.10.2014
Hegmanns, T.; Kuhn, A.; Roidl, M.; Schieweck, S.; ten Hompel, M.; Güller, M.; Austerjost, M.; Roßmann, J.; Eilers, K.
(See online at https://doi.org/10.2195/lj_Proc_hegmanns_de_201411_01)
