Intralogistics Execution System mit integrierten autonomen, servicebasierten Transportentitäten

Der übergeordnete Forschungsinhalt der Dissertationsschrift ist die Realisierung einer intralogistischen Serviceschicht, die eine Allokation von Transportaufträgen auf einzelne Entitäten sowie eine auftragsindividuelle Routenplanung und autonome Pfadausführung ermöglicht. Dadurch wird der etablierte Prozess der innerbetrieblichen Materialflussplanung sowohl in der Planungs- als auch in der Betriebsphase durch eine Regelung substituiert. Ein Forschungsschwerpunkt stellt dabei die Konzeption eines Schichtenmodells der Software der Transportfahrzeuge dar, welches durch ein hybrides Steuerungsparadigma die Basisfähigkeiten der Entitäten zu Hauptfähigkeiten aggregiert und die Grundlage der dezentralen Auftragsallokation darstellt. Den zweiten Forschungsinhalt der Arbeit adressiert die serviceorientierte Systemarchitektur zur Digitalisierung des Arbeitsumfelds, der Routenplanung und Pfadausführung. Der dritte Teil der Forschung umfasst die Integration der intralogistischen Auftragsallokationsmethode in eine ereignisdiskrete Simulation, die ein virtuelles Abbild der Intralogistik während der Planungs- und Betriebsphase ermöglicht. Diese drei Forschungsschwerpunkte bauen auf einer detaillierten Untersuchung der aktuellen Systemlösungen zur Verteilung von Transportaufträgen auf einzelne Einheiten eines Materialflusssystems, der Digitalisierung des Arbeitsbereichs und den etablierten Verfahren der Systemauslegung in der Planungs- und Betriebsphase auf. Die Ergebnisse zeigen, dass durch den Entfall einer übergeordneten Instanz gewährleistet ist, dass unterschiedliche Transportsysteme mit unterschiedlichen Strategien und Eigenschaften in einer gemeinsamen Architektur existieren können. Der Transportauftrag wählt das für ihn geeignetste Transportmittel selbst aus, ohne dass hierfür eine explizite Regel besteht. Durch diese standardisierte Kommunikation und Softwarearchitektur ist das erforschte System sowohl in der Anzahl der Transportentitäten als auch der eingesetzten Fahrzeugarten skalierbar, was sich in dieser Form von den bekannten Ansätzen von FTS grundsätzlich unterscheidet. Die zentrale Eigenschaft der serviceorientierten Architektur ist, dass die Algorithmen zur Erfüllung der notwendigen Einzelaufgaben in unabhängige Dienste ausgelagert werden. Zudem wird durch die Systemgestaltung der Grundsatz verfolgt, den Datenaustausch zwischen den einzelnen Instanzen auf ein Minimum zu reduzieren und stets bedarfsorientiert auszulösen. Das System lässt zudem zu, den Ort und die Anzahl der physischen Einheiten, auf denen die Algorithmen implementiert sind, frei zu wählen. Dadurch ist das System sowohl in der Fläche als auch in der Anzahl der verwendeten Transportroboter unbegrenzt skalierbar.