INDUSTRIEAUTOMATISIERUNG

Überblick

Mehr als die Hälfte der Kosten für Entwicklung und Engineering in der industriellen Automation entfallen auf Software. Software ist mittlerweile von zentraler Bedeutung für die Funktion, Leistung und Qualität eines Automatisierungssystems. Um in Zeiten globalisierter, dynamischer Märkte konkurrenzfähig zu bleiben, benötigen produzierende Unternehmen die Möglichkeit zur raschen, kostengünstigen und effizienten Anpassung der herzustellenden Stückzahlen und Produkte. Automatisierung in der Industrie 4.0 zeichnet sich daher durch verstärkte Vernetzung, dezentrale autonome Steuerungseinheiten und dynamische Adaptivität aus. Aktuell eingesetzte Systeme sind dagegen nur eingeschränkt und mit großem Aufwand an geänderte Anforderungen anpassbar. Selbst geringe Freiheitsgrade führen zu hoher Komplexität in der Steuerungssoftware, welche dadurch kaum mehr beherrschbar ist. Für die Realisierung von Produktionsanlagen der Zukunft sind daher die folgenden Themen von zentraler Bedeutung:

  • Erhöhung der Wandlungsfähigkeit von Produktionssystemen
  • Einsatz moderner Methoden der Softwareentwicklung, insbesondere domänenspezifischer Softwaremodelle, Refactoring und Methoden für die Handhabung bestehender Codebasen
  • Erhebliche Reduktion des Aufwands für die Softwareentwicklung
  • Beherrschung der entwicklungsseitigen Komplexität von Automatisierungslösungen
  • Einsatz von Qualitätssicherungsmaßnahmen zur Erhöhung der Zuverlässigkeit

Vision

Unsere Vision ist die Umsetzung flexibler Automatisierungssoftware, die sich selbstständig an neue Produktanforderungen anpassen kann. Sie erkennt anhand der verfügbaren Ressourcen selbstständig, welche Produkte in welchem Ablauf gefertigt werden können. Dabei bleibt der Aufwand für Entwicklung, Wartung und Einsatz der Software beherrschbar.

Mission

Wir entwickeln Methoden und Werkzeuge, die Produktionsanlagen einfach und ohne großen Programmier- und Konfigurationsaufwand an geänderte Anforderungen anpassen können und eine Produktion mit minimalen Stillstandszeiten erlauben. Kern dieser Methoden und Werkzeuge ist eine klare softwareseitige Entkopplung von Produktionsmaschinen und Komponenten sowie herzustellenden Produkten. Durch definierte Schnittstellen zwischen den Komponenten und automatisiert auswertbare Beschreibungen ihrer Fähigkeiten können Produktionsmaschinen und Teile der Fertigungsanlage fast beliebig kombiniert werden. Die Produktionsplanung für unterschiedlichste Produkte wird automatisch entsprechend der aktuellen Konfiguration der Anlage erstellt.

PROJEKTE

WANDLUNGSFÄHIGE PRODUKTIONSANLAGEN

  • Plug & Play Architekturen: AutoPnP
  • Flexible Verkettung von Textilbearbeitungsmaschinen: SpeedFactory
  • Wandlungsfähige Evaluierungsplattform für Industrie 4.0: fortiss future factory

SOFTWAREENTWICKLUNG FÜR AUTOMATISIERUNGSSYSTEME

  • Offene Engineeringplattform für autonome, mechatronische Automatisierungskomponenten: OPAK
  • Wiederverwendbare Roboterapplikationen für flexible Roboteranlagen basierend auf ROS-Industrial: ReApp
  • Systemumgebung für rekonfigurierbare, verteilte Steuerungssysteme: 4DIAC
  • Modellierung von cyber-physischen IT-Systemen auf allen Ebenen in der Produktion: SmartF-IT

MENSCH-MASCHINE-INTERAKTION

  • Intuitives Programmieren von Robotersystemen für KMU: SMERobotics

VORTRÄGE

09.12.2014                Forschung zum Frühstück bei fortiss: Wege zur wandelbaren Fabrik, IHK München und Oberbayern (https://www.muenchen.ihk.de/de/innovation/Innovation-und-Technologie/veranstaltungen-und-termine/forschung-zum-fruehstueck-bei-fortiss)

05.12.2014                 Fähigkeitenbasierte Produktionsplanung für adaptive Fertigungssysteme, Winterkolloquium des Lehrstuhls für Prozessleittechnik, RWTH Aachen

04.12.2014                SPS 4.0: vernetzt, adaptiv, dezentral, herstellerübergreifend, ESE Kongress (http://www.ese-kongress.de/)

03.12.2014                 Industrial-grade IoT with Eclipse Projects, gemeinsam mit IBH GmbH und PROTOS GmbH, Eclipse DemoCamp München

11.11.2014:                 SPS 4.0: vernetzt, adaptiv, dezentral, herstellerübergreifend, IT2Industry (http://www.it2industry.de/de/meta/home/home.html)

20.11.2014                 Strukturierung von Software, Clusterforum Innovationstreiber Software - aber richtig, Cluster Mechatronik & Automation e.V. (http://www.cluster-ma.de/en/veranstaltungen/clusterveranstaltungen/events-details/index.html?tx_cwcmaeventmanager_pi1[event]=899)

28.-30.10.2014        Industrial-grade IoT with Eclipse Projects, gemeinsam mit IBH GmbH und PROTOS GmbH, EclipseCon Europe 2014 (https://www.eclipsecon.org/europe2014/node/1072)

15.10.2014                 Flexible Feinplanung für die Produktion von morgen, Summit Industrie 4.0 (http://www.industrie4-summit.de/home.html)

14.10.2014                 SPS 4.0 – Neue Wege zur Beherrschung der Komplexität, Summit Industrie 4.0 (http://www.industrie4-summit.de/home.html)

09.10.2014                SPS 4.0 – mit Vollgas auf die Datenautobahn, EPIS Kundentag: Roadmap 4.0 (http://www.roadmapviernull.de/)

09.07.2014                Anwendungsentwicklung mit moderner SPS Technologie nach EN 61499, BAIKEM Netzwerktreffen Embedded Systems - Lösungen für Industrie 4.0 (http://www.bayern-innovativ.de/embedded2014)

03.07.2014                Neue Aufgaben der SPS-Steuerung in der Industrie 4.0, Innovationstage Zollernalb, IHK Reutlingen (http://www.innovationstage.de/de/auftakt-und-sps-40)

02.07.2014                Steuerungsprogramme 4.0, AUTOMATION 2014, Baden-Baden (http://www.vdi-wissensforum.de/fileadmin/redaktion/dokumente/programme/tagung/02TA202014.pdf)

03.-05.06.2014        AutoPnp - Plug&Play für Automatisierungssysteme, Automatica 2014 Begleitforum: Industrie 4.0 in der Praxis (http://www.automatica-munich.com/de/Home/cn/Besucher/vicn/rahmenprogramm-kongresse/industrie-4-0)

MESSEAUFTRITTE

03.-06.06.2014       Sonderschau Industrie 4.0, AUTOMATICA 2014, München

14.-19.04.2013         Stand des BMWi, Hannover Messe 2013

30.-31.01.2013         AUTONOMIK-Transfer Kongress in Berlin

FACHAUSBILDUNG

10.11.2014                 Programmierung vernetzter Steuerungssysteme mit IEC 61499, im Rahmen der mechatronikakademie des Clusters Mechatronik & Automation e.V. (http://www.cluster-ma.de/uploads/tx_cwcmaeventmanager/pdf/896a2345-821c-e411-90a4-005056a552a1.pdf)

FACHLITERATUR

Alois Zoitl & Robert Lewis, "Modeling control systems using IEC 61499”, 2nd edition, The Institution of Engineering and Technology, ISBN: 978-1-84919-760-1, 2014 (http://www.theiet.org/resources/books/control/mcsse.cfm)

Alois Zoitl, “Real-Time Execution for IEC 61499”, ISA, ISBN: 978-1-93439-427-4, 2009 (https://www.isa.org/store/products/product-detail/?productId=116230)

Publikationen

Journale

T. Strasser, A. Zoitl, and W. A. Gruver, "Guest Editorial: Special issue on industrial applications of distributed intelligent systems," Systems, Man, and Cybernetics: Systems, IEEE Transactions on, vol. 44, iss. 3, pp. 261–262, 2014.

T. Strasser, M. Rooker, G. Ebenhofer, and A. Zoitl, "Standardized Dynamic Reconfiguration of Control Applications in Industrial Systems," International Journal of Applied Industrial Engineering (IJAIE), vol. 2, iss. 1, pp. 57–73, 2014.

P. Novak, M. Melik-Merkumians, M. Steinegger, T. Moser, R. Sindelar, and A. Zoitl, "Extraction of Automation System Engineering Knowledge for Mapping Plant and Simulation Interfaces," in: Service Orientation in Holonic and Multi Agent Manufacturing and Robotics, pages 247-261, Springer Berlin Heidelberg, 2013.

R. Hametner, B. Kormann, B. Vogel-Heuser, D. Winkler, and A. Zoitl, "Automated Test Case Generation for Industrial Control Applications," in: Recent Advances in Robotics and Automation, pages 263-273, Springer Berlin Heidelberg, 2013.

G. Kainz, N. Keddis, D. Pensky, C. Buckl, A. Zoitl, R. Pittschellis, and B. Kärcher, "AutoPnP - Plug-and-Produce in der Automation, Wandelbare Fabrik als cyber-physisches System," atp edition, vol. 55, iss. 4, pp. 42–49, 2013.

C. Sünder, V. Vyatkin, and A. Zoitl, "Formal Validation of Downtimeless System Evolution in Embedded Automation Controllers," in Proc. ACM Transactions on Embedded Computer Systems (TECS), 2013, p. 17:1–17:17.

A. Zoitl and H. Prähofer, "Guidelines and Patterns for Building Hierarchical Automation Solutions in the IEC 61499 Modeling Language," IEEE Transactions on Industrial Informatics, vol. 9, pp. 2387–2396, 2012.

Konferenzen

N. Keddis, G. Kainz, and A. Zoitl, “Capability-based Planning and Scheduling for Adaptable Manufacturing Systems“, in Proc. Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), 2014 IEEE International Conference on, 2014.

N. Keddis, J. Burdalo, G. Kainz, and A. Zoitl, “Increasing the Adaptability of Manufacturing Systems by using Data-centric Communication“, in Proc. Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), 2014 IEEE International Conference on, 2014.

G. Kainz, N. Keddis, A. Zoitl, C. Buckl, D. Pensky, and B. Kärcher, “Steuerungsprogramme 4.0: Struktur und Aufbau von Steuerungsprogrammen für Industrie 4.0“, in Proc. AUTOMATION 2014, 2014.

A. Zoitl, G. Kainz, and N. Keddis, "Production Plan-Driven Flexible Assembly Automation Architecture," in: Industrial Applications of Holonic and Multi-Agent Systems, pages 49-58, Springer Berlin Heidelberg, 2013.

N. Keddis, G. Kainz, C. Buckl, and A. Knoll, “Towards adaptable manufacturing systems”, in Proc. Industrial Technology (ICIT), 2013 IEEE International Conference on, 2013, pp. 1410-1415.

R. Hametner, G. Schitter, A. Voigt, and A. Zoitl, "Implementation guidelines for closed loop control algorithms on PLCs," in Proc. Industrial Technology (ICIT), 2013 IEEE International Conference on, 2013, pp. 1297–1302.

A. Zoitl, T. Strasser, and G. Ebenhofer, "Developing modular reusable IEC 61499 control applications with 4DIAC," in Proc. Industrial Informatics (INDIN), 2013 11th IEEE International Conference on, 2013, pp. 358–363.

C. C. Insaurralde and A. Zoitl, "System requirements in industrial automation," in Proc. Industrial Informatics (INDIN), 2013 11th IEEE International Conference on, 2013, pp. 572–577.

H. Prähofer and A. Zoitl, "Verification of hierarchical IEC 61499 component systems with behavioral event contracts," in Proc. Industrial Informatics (INDIN), 2013 11th IEEE International Conference on, 2013, pp. 578–585.

A. Zoitl, G. Ebenhofer, and M. Hofmann, "Developing a monitoring infrastructure for IEC 61499 devices," in Proc. Emerging Technologies Factory Automation (ETFA), 2013 IEEE 18th Conference on, 2013, pp. 1–6.

C. C. Insaurralde and A. Zoitl, "Control software development in Industrial Automation," in Proc. Emerging Technologies Factory Automation (ETFA), 2013 IEEE 18th Conference on, 2013, pp. 1–4.

M. Steinegger, A. Zoitl, M. Fein, and G. Schitter, "Design patterns for separating fault handling from control code in discrete manufacturing systems," in Proc. Industrial Electronics Society, IECON 2013 - 39th Annual Conference of the IEEE, 2013, pp. 4368–4373.

V. Vyatkin and A. Zoitl, "Advanced software engineering in industrial automation," Control Engineering Practice, vol. 21, iss. 11, pp. 1606–1607, 2013.

G. Koppensteiner, C. Schwingenschlögl, M. Merdan, and A. Zoitl, "Implementation of an event-based low-level control for mobile robots," in Proc. Mechatronics and Machine Vision in Practice (M2VIP), 2012 19th International Conference, 2012, pp. 135–140.

Softwarelösungen

Contact

Alois Zoitl

Dr. techn.
Alois Zoitl

PHONE
+49 89 3603522 535

E-MAIL

zoitl(at)fortiss.org