Denkende Fabriken
Softwareagenten sollen helfen, Produktionsabläufe flexibler zu gestalten
Für den Science-Fiction-Autor Neal Stephenson ist die Fabrik der Zukunft ein Materiecompiler, dem man das gewünschte Produkt nur kurz zu beschreiben braucht, um es kurz darauf aus dem Ausgabefach nehmen zu können. So weit, glaubt Arno Ritter vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA> in Stuttgart, wird es nicht kommen. "An eine Totalautomatisierung glaube ich nicht", sagt er. "Der Mensch wird immer eine Rolle in der Produktion spielen."
Immerhin aber sollen Fabriken den Menschen zukünftig nicht nur Handgriffe, sondern wenigstens teilweise auch das Denken abnehmen. Das jedenfalls ist das Ziel des gemeinsam vom IPA und dem Fraunhofer-Institut für Autonome Intelligente Systeme (AIS), Sankt Augustin, betriebenen Forschungsprojekts AgenTec. Statt vom menschlichen Programmierer jeden einzelnen Arbeitsschritt vorgeschrieben zu bekommen, sollen die Maschinen sich selbstständig aufeinander abstimmen, um allgemein formulierte Aufträge möglichst effizient abzuarbeiten. Erste Ergebnisse präsentiert AgenTec vom 25. bis 27. November 2003 auf der Messe "SPS/IPC/DRIVES zu Systemen und Komponenten elektrischer Automatisierung in Nürnberg.
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| Das Programm DD-Designer ist das graphische Spezifikationswerkzeug für Kontrollprogramme von mobilen Robotern, die in einem Team kooperieren |
Im Mittelpunkt des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekts, das politisch das Zusammenwachsen der früheren autonomen Großforschungseinrichtung GMD mit der Fraunhofergesellschaft befördern soll, steht die Nutzung der Agententechnologie zur Flexibilisierung komplexer Produktionsprozesse und der Vereinfachung ihrer Steuerung. Mit Agenten sind in diesem Fall Softwareagenten gemeint: Computerprogramme, die Daten aus ihrer Umgebung aufnehmen, mit anderen Programmen kommunizieren und auf Grundlage dieser Daten und vorgegebener Zielsetzungen Entscheidungen treffen können. Sie sollen helfen, Roboter unterschiedlicher Arten und Funktionalitäten, bereits vorhandene Softwarekomponenten sowie menschliche Nutzer und Operateure zu einem einheitlichen Ganzen zu integrieren.
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"Die Agenten bilden dabei eine Art Middleware", sagt AgenTec-Projektleiter Joachim Hertzberg vom AIS. Für den Nutzer unsichtbar vermitteln sie zwischen den verschiedenen, heterogenen Komponenten und verhandeln etwa über die Vergabe von Aufträgen. Ein großer Vorteil dieses Ansatzes, so Hertzberg, bestehe darin, dass der Übergang in solche Architekturen evolutionär erfolgen könne. "Vorhandene Teilsysteme können 'agentifiziert' und in dieser Form funktional identisch weiter benutzt werden. Es ist nicht erforderlich, gewachsene Teilsysteme und die mit ihnen gewachsene Erfahrung zu ersetzen." Die menschlichen Bediener können also im wesentlichen weiter arbeiten wie bisher.
Es geht gewissermaßen um 'plug and produce'. Die einzelnen Maschinen und Roboter müssen natürlich weiterhin programmiert werden. Aber die Ablaufprogrammierung fällt weg und der Integrationsaufwand verringert sich erheblich.
Die Agententechnologie ermögliche zudem eine problemlose größenmäßige Anpassung des Gesamtsystems an das jeweils nachgefragte Produktionsvolumen. Auch der rasche Ersatz ausgefallener Komponenten könne durch Softwareagenten reibungslos geregelt werden. Schließlich gehe es auch darum, den Menschen sinnvoller in den Produktionsprozess zu integrieren.
Auf der Messe in Nürnberg wird das System anhand eines Industrieroboters demonstriert, der farbige Stifte in ebenfalls farbige Tassen packt. Gesteuert wird er über eine einfache, grafische Benutzeroberfläche, von wo aus die Aufträge zunächst an einen Produktagenten weitergegeben werden, der wiederum mit den übrigen beteiligten Agenten über deren Abarbeitung verhandelt.
Die grundlegenden Techniken solcher Multiagentensysteme werden am AIS unter anderem im Rahmen des RoboCup-Projekts erforscht, bei dem es um die Entwicklung Fußball spielender Roboter geht. Der hierfür entwickelte Multi-Roboter-Simulator DDSim kann jetzt im Rahmen von AgenTec zeigen, dass das Spiel auf dem grünen Rasen tatsächlich auch für Roboter eine Schule fürs Leben ist, aus der sehr handfeste Anwendungen hervorgehen.
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