Konzeptionierung und Programmierung der Kommunikationsstrukturen und -abläufe für eine dezentrale Produktionssteuerung bei der Verhandlung fahrerloser Transportfahrzeuge über Fahraufträge

Abstract

Als Ausgangspunkt der vorliegenden Arbeit ist ein zuvor an der HAW Hamburg entwickeltes Planspiel, welches eine dezentrale Produktion simuliert. Das Spiel ist in drei Maschinengruppen aufgeteilt und wird über selbststeuernde Kundenaufträge ausgelöst, welche sich am Auftragseingang befinden. Die Aufträge werden von fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTFs) zwischen den Maschinengruppen durch die ganze Produktion transportiert. Dafür sendet jeder Kundenauftrag der Reihe nach über ein Netzwerk eine Transportanfrage an alle verfügbaren FTFs. Diese interagieren/ konkurrieren miteinander mit dem Ziel, den Kundenauftrag zu erhalten. Entscheidend hierfür ist die Verfügbarkeit der FTFs und deren Entfernung von der Abholstation. Die Kundenaufträge enthalten Daten, die Informationen beinhalten, welche die FTFs als eindeutigen Weg durch die Produktion erkennen. Als eine Kernproblematik konnte herausgearbeitet werden, welche Fahrzeuge wann miteinander kommunizieren bzw. wie die Kommunikationsdisziplin gestaltet werden muss, damit die gesendeten Daten nicht verlorengehen. Aus den beschriebenen Aufgaben ergibt sich die im Rahmen der vorliegenden Arbeit zu untersuchende Forschungsfrage: Wie muss eine dezentrale Kommunikationsstruktur gestaltet werden, damit die Kundenaufträge so schnell wie möglich von einem verfügbaren FTF übernommen werden?

The fundamental part of the present paper deals with a game that simulates decentralized production, this game was previously developed at the University of Applied Sciences (HAW). The game is divided among three machine groups and is triggered by the input of customer orders. The orders are transported by AGVs between the machine groups across the entire manufacturing area. To achieve this task, each order sends a request to all available AGVs via a network. Thus, the AGVs communicate with each other to determine how this task shall be undertaken. The decisive factor here is the availability of the AGVs and the distance from the pick-up location. The customer order contains metadata which the AGVs recognize as a unique route through the production area. One of the main problems to be addressed is which vehicles interact with each other and when, and how the communication network should be designed so that the data being transmitted are not lost. The research question which will be deliberated in this work arises from the above tasks: How should a decentralized communication structure be designed so that the customers orders can be completed as swiftly and efficiently as possible?