Redundanz für Widerstandsfähigkeit in intelligenten Fabriken der Zukunft durch hybride mobile Robotersysteme

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Burkhard Corves
• Fachliche Zuordnung: Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 520470591

Moderne Robotersysteme sind zwangsläufig Kern der Industrie 4.0-Initiative, um eine flexible Produktion mit optimaler Ressourcenallokation zu gewährleisten. So gewinnen neben herkömmlichen stationären Industrierobotersystemen und traditionellen stationären Arbeitsplätzen automatisierte geführte Robotersysteme, kollaboratives und mobile Manipulation, umfassende globale und lokale Sensorsysteme und rekonfigurierbare automatisierte Arbeitsstationen zunehmend an Bedeutung. Das Hinzufügen komplexer Systeme zu den Produktionslinien eröffnet zwar neue Möglichkeiten und trägt zur Flexibilität der Produktion bei, führt jedoch auch zu zusätzlichen Kosten aufgrund redundanter aktiver Ressourcen, höheren Gefährdungspotenzialen, teurer Wartung usw. Ohne eine vollständige Erkennung und Nutzung des Potenzials der Ressourcen kann die Optimalität des Gesamtsystems in solchen komplexen Produktionsszenarien nicht gewährleistet werden. Daher stellen die Antragsteller in diesem Vorschlag die folgende Haupthypothese auf: Cyberphysikalische hybride mobile Robotersysteme in Verbindung mit globalen und lokalen Sensorsystemen führen innovative Fähigkeiten in die intelligenten Fabriken ein, die dem Gesamtsystem zusätzliche Redundanzen hinzufügen und genutzt werden können, um durch eine optimale umfassende Steuerung Ausfallsicherheit, Effizienz und sichere Mensch-Roboter-Interaktion zu gewährleisten. In dieser Hinsicht zielen die Antragsteller darauf ab, die Herausforderungen anzugehen, die zur Bereitstellung der erforderlichen Ressourcen in den intelligenten Fabriken der Zukunft bewältigt werden müssen. Insbesondere werden Roboter auf mobilen Plattformen in Betracht gezogen, da sie aufgrund ihres hohen Redundanzgrades und ihrer Zusammensetzung aus verschiedenen Komponenten mit komplexer Interaktion neue Möglichkeiten in Produktionslinien bieten, die weitere Innovationen ermöglichen. In dem vorgeschlagenen Arbeitsprogramm zielen die Antragsteller darauf ab, die Redundanzpotenziale solcher Systeme zu erkennen und zu nutzen und Modelle zu entwickeln, um sie in die Prozessplanung auf hoher Ebene zu integrieren, um Effizienz und Ausfallsicherheit zu erreichen und gleichzeitig eine sichere Mensch-Roboter-Interaktion zu gewährleisten. Bislang sind diese Ressourcen noch nicht vollständig untersucht worden, um einen Beitrag zur optimalen Gestaltung der gesamten Prozesssteuerung zu leisten. Die Defizite, die noch behoben werden müssen, lassen sich in folgende Kategorien einteilen: (1) einheitliche modulare Modellierungsstrategien für hybride mobile Roboter, (2) Regelungsstrategien und Planungstechniken für diese Roboter und (3) die Integration solcher Strategien und Techniken in Prozessplanungsalgorithmen für industrielle Szenarien.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Italien
• Partnerorganisation: Autonome Provinz Bozen - Südtirol
• Kooperationspartner: Professor Dr. Renato Vidoni