Resiliente Kommunikationssysteme für sichere und flexible Produktionssysteme

Projektinhalt

Die vierte industrielle Revolution hat den Weg geebnet für den weltweiten Wandel von traditionellen Fertigungs- und Industriepraktiken hin zu einer groß angelegten Automatisierung mit modernen, intelligenten Technologien wie künstlicher Intelligenz und fortschrittlicher Robotik. Damit die verschiedenen Maschinen ihre komplexen Aufgaben erfüllen können, ist eine robuste Kommunikationsinfrastruktur, die die Kommunikation zwischen den Teilnehmern ermöglicht und gleichzeitig ihren jeweiligen Anforderungen gerecht wird, von größter Bedeutung. Obwohl moderne Lösungen in der Regel die für den Betrieb einer Produktionsumgebung erforderlichen Netzwerkressourcen bereitstellen, sind häufige ungeplante Systemausfälle oder reduzierte Netzwerkressourcen durch Versagen der Hardware oder andere Störfalle entscheidende Herausforderungen, die es noch zu lösen gilt. Dies eröffnet die Möglichkeit, eine resiliente drahtlose Kommunikationsinfrastruktur zu entwickeln, die den Anforderungen verschiedener industrieller Anwendungen gerecht wird, insbesondere zeitkritischer industrieller Anwendungen wie Automated Guided Vehicle (AGV) oder Prozessautomatisierung.

Im Rahmen des RePro-Projekts werden zwei verschiedene Varianten der Resilienz erforscht:

1. Erzielung einer intrinsischen Resilienz durch den gezielten Entwurf des Kommunikationsnetzes, indem mehrere drahtlose Schnittstellen und Algorithmen verwendet werden, die die Netzinfrastruktur dynamisch anpassen, um sicherzustellen, dass die Anforderungen der Anwendung, z. B. die Latenzzeit, erfüllt werden.
2. Extrinsische Resilienz durch die Möglichkeit für die Clients im Netz, ihr aktuelles Kommunikationsverhalten an den aktuellen Zustand des Netzwerks anzupassen, wenn das Netz von Störfällen betroffen ist.

Die vorgeschlagene Lösung wird in zwei verschiedenen Anwendungsfällen realisiert:

1. Zukunftsorientierter zirkulärer Produktionsprozess in einer flexiblen und modularen Produktionsumgebung
2. Autonom fahrende Fahrzeuge und fahrerlose Transportsysteme in einer Produktionsumgebung

Dieses Projekt ist eine Kooperation zwischen vier Instituten der TU Braunschweig und drei Industriepartnern.

Kooperationspartner

• Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbund (IBR)
• Institut für Nachrichtentechnik (IfN)
• Institut für Fahrzeugtechnik (IfF)
• Institut für Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF)
• Sentics GmbH
• Volkswagen AG
• TÜV Süd

Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Beginn: 2023

Dauer: 3 Jahren

Projektmitglieder am IBR

Studentische Hilfskräfte

Studentische Arbeiten

Bei Interesse an einer Studien-, Diplom-, Bachelor-, Master- oder sonstiger Arbeit im Bereich dieses Projekts bitte einfach Torben Petersen oder Shashank Jhansale kontakieren.

Veröffentlichungen

• Zexu Zhang, Anna-Sophia Wilde, Max Juraschek, Yasin Bulut, Mojan Wegener, Torben Petersen, Shashank Anil Kumar Jhansale, Lara Jüschke, Christoph Hermann, Eduard Jorswieck and Lars) Wolf: Supporting the resilience of communication systems in manufacturing by providing extrinsic resilience from production system entities, in WGP-Kongress, 2024 (repro-extrinsic-resilience, BibTeX, Accepted for publication)