Dezentrale selbstorganisierte Planung von Intralogistiksystemen mit Hilfe eines Software-Agentensystems (DEPIAS)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Karl-Heinz Wehking; Professor Dr.-Ing. Michael Weyrich
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung ; Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung ; Verkehrs- und Transportsysteme, Intelligenter und automatisierter Verkehr
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 222269471

• Erstellungsjahr: 2018

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Ausgehend von den Ergebnissen der ersten Phase wurde das bestehende agentenbasierte Planungssystem um die Layoutplanung erweitert. Dazu wurden unterschiedliche Zielfunktionen der Layoutplanung untersucht und räumliche Nebenbedingungen bestimmt. Die Zielfunktion sowie die Nebenbedingungen wurden mit Hilfe eines mathematischen Modells beschrieben. Das im ersten Projektteil entwickelte Agentensystem wurde um die beiden Agententypen Layoutagent und Konstellationsagent erweitert. Der Layoutagent ermittelt auf Basis der Systemplanung alle möglichen, sich unterscheidenden Flächeninhalte, welche für die einzelnen Funktionsbereiche benötigt werden. Ein Konstellationsagent vertritt alle Varianten von Ressourcenkombinationen, welche dieselben Flächeninhalte für die Funktionsbereiche benötigen. Die Konstellationsagenten verhandeln untereinander die beste Layout-Konstellation. Das aktuelle Konzept vergleicht die Transportaufwände zwischen den Funktionsbereichen. Weitere Kriterien wie z. B. die Raumkosten könnten integriert werden. Zur Ermittlung der optimierten Layout-Konstellation wurde eine Schnittstelle zu MATLAB implementiert. Die einzelnen Konstellationsagenten rufen unter Verwendung ihrer spezifischen Eingabeparameter die zur Optimierung genutzte MATLAB-Funktion auf. MATLAB optimiert die Zielfunktion unter Betrachtung der definierten Nebenbedingungen mit Hilfe des Solvers fmincon. Dazu mussten die Zielfunktion und die Nebenbedingung in eine für MATLAB verständlichen Aufbau gebracht werden. Die Ergebnisse werden in Form der geometrischen Abmessungen und Lage der einzelnen Funktionsbereiche sowie dem optimierten Funktionswert (Transportaufwand) an das Agentensystem zurückgegeben. Anschließend vertritt jeder Konstellationsagent seine Layout-Konstellation den anderen Konstellationsagenten gegenüber. Der Konstellationsagent mit den geringsten Transportintensitäten gewinnt diese Verhandlung und übergibt seine Layout-Konstellation an den Layoutagenten. Dieser Überträgt das Ergebnis an das GUI in dem die Funktionsbereiche dargestellt werden. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass sich das entwickelte, auf dem Einsatz von Agenten und der Optimierung einer Zielfunktion basierende, Konzept zur Layoutplanung von Intralogistiksystemen eignet.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Agent-based Development and Adaptation of Automated Systems, Vogel- Heuser, B. (Hrsg.): Agenten im Umfeld von Industrie 4.0. Sierke Verlag, 23 – 30, 2014
  Beyer, T.; Göhner, P.
  
• Agentenbasierte Planung von Intralogistiksystemen. Logistik Jahrbuch. 2014
  Wehking, K.-H.; Göhner, P; Yousefifar, R.; Raucher, M.: Bordasch, M.
  
• Dezentrale selbstorganisierte Grobplanung von Intralogistiksystemen mit Hilfe eines Software-Agentensystems. Logistics Journal: Proceedings, Vol. 2014, 2014
  Yousefifar, R.; Beyer, T.; Jazdi, N.; Wehking, K.-H; Göhner, P.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.2195/lj_Proc_yousefifar_de_201411_01)
• Adaptive Intra-Logistics. Hamburg International Conference of Logistics (HICL), 2015
  Yousefifar, R.; Beyer, T.; Popp, J.; Wehking, K.-H.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.15480/882.1264)
• Flexible Agent-Based Planning and Adaptation of Material Handling Systems. International Conference on Automation Science and Engineering (CASE), 2015
  Beyer, T.; Yousefifar, R.; Abele, S; Bordasch, M.; Göhner, P.; Wehking, K.-H.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1109/CoASE.2015.7294239)
• Knowledge-based Planning and Adaptation of Industrial Automation Systems. International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), 2015
  Beyer, T.; Yousefifar, R.; Jazdi, N.; Göhner, P.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.1109/ETFA.2015.7301635)
• Dezentrale assistierte Planung: Integrierte Layout- und Systemplanung von Intralogistiksystemen auf Grundlage einer agentenbasierten Software. Logistics Journal: Proceedings, Vol. 2018, 2018
  Noortwyck, R.; Müller, T.; Wehking, K.-H.; Weyrich, M.
  (Siehe online unter https://doi.org/10.2195/lj_Proc_noortwyck_de_201811_01)