Autonome Transportfahrzeuge lernen Umgang mit Störungen
Warentransport kann nur dann autonom funktionieren, solange keine Störung auftritt. Sobald ein Fahrzeug beschädigt oder blockiert wird, muss der Mensch eingreifen und den Fehler beheben. Forscher aus Hannover wollen das ändern: Sie entwickeln ein System, das automatisch auf Störungen reagiert, und suchen dazu aktuell nach Projektpartnern.
Fahrerlose Transportsysteme (FTS) transportieren Bauteile durch Fabriken und Mahlzeiten über Krankenhausflure. Der Warentransport wird dadurch enorm effizient: Große Stückzahlen lassen sich mit wenig Personal schnell und kostengünstig bewegen. Problematisch wird es allerdings bei Störungen – denn wenn die Ware nicht rechtzeitig ans Ziel gelangt, steht im Extremfall die gesamte Produktion still.
Auch wenn FTS automatisch fahren: Sobald eine Störung auftritt, muss ein Experte manuell eingreifen. Denn heutige Systeme sind nicht in der Lage, auf Betriebsstörungen automatisch zu reagieren. Soll das Fahrzeug beispielsweise Bauteile vom Lager zur Montage bringen und steht wider Erwarten vor einem leeren Regalplatz, dann wartet es auf Nachschub. Dadurch verzögern sich die folgenden Aufträge – so lange, bis ein Mensch die Störung behebt, indem er beispielsweise die Transportreihenfolge anpasst.
Bleibt ein Fahrzeug stehen, muss ebenfalls ein Experte die Ursache finden und geeignete Gegenmaßnahmen definieren. Für verschmutzte Sensoren, defekte Akkus oder andere Störquellen am Fahrzeug gilt ebenfalls das „manuelle Störungsmanagement“.
Die Maschine soll mitdenken
Ein Expertensystem zur automatischen Reaktion auf Betriebsstörungen entwickeln Wissenschaftler am Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) im Forschungsprojekt „FTS-Expert“. Steht ein Fahrzeug künftig vor einem leeren Regal, empfiehlt es automatisch eine Maßnahme, um die Störung zu beheben; versperrt ein Hindernis den Weg, vergleicht das Expertensystem, ob das Hindernis umfahren oder der Transportauftrag abgegeben werden sollte, um so die optimale Lösung zu finden. Ist ein Sensor verschmutzt oder beschädigt, dann sendet das Fahrzeug eine Fehlermeldung ab – mit dem Hinweis, um welches Bauteil es sich handelt und wie sich die Störung am besten beheben lässt.
Die Herausforderung dabei: Die Zahl an möglichen Lösungen zur Behebung von Störfällen ist sehr groß und manuell kaum überschaubar. Ist beispielsweise ein Durchgang blockiert, kann das Fahrzeug entweder einen Umweg fahren oder den Transportauftrag abgeben. Beide Möglichkeiten können zu Verzögerungen führen und sich auf das gesamte System auswirken. Das Expertensystem muss also in der Lage sein, abzuwägen, welche Alternative die beste ist, so dass dringende Transportaufträge am schnellsten ans Ziel kommen. Für solche Entscheidungen ist derzeit noch die langjährige Erfahrung eines menschlichen Bedieners notwendig.
Unterstützer gesucht
Damit FTS künftig automatisch auf Störungen reagieren können, wollen die Forscher am IPH das Erfahrungswissen in einer Datenbank bündeln. Dort werden vergangene Störfälle samt Lösungen abgespeichert; tritt eine Störung auf, gleicht das System den vorliegenden Fall mit gespeicherten Störungsszenarien ab und präsentiert einen Lösungsvorschlag. Der aktuelle Fall wird anschließend in der Datenbank gespeichert – so lernt das System kontinuierlich dazu. Störungen können dadurch deutlich schneller behoben werden, was Stillstandzeiten reduziert und Kosten spart.
Um die Wissensdatenbank und den Algorithmus zur automatischen Fehlerdiagnose zu entwickeln, wollen die Wissenschaftler eng mit Unternehmen zusammenarbeiten – sowohl mit Herstellern von frei navigierenden fahrerlosen Transportfahrzeugen als auch mit Unternehmen, die solche Fahrzeuge bereits einsetzen oder in Zukunft nutzen wollen. Firmen, die sich am Projekt beteiligen möchten, finden weitere Informationen unter unten stehendem Link.
Susann Reichert ist Referentin für Public Relations und Marketing am Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH).