Dissertation

Entwicklung einer Methodik zur dynamischen kontextbasierten Orchestrierung semantischer Feldgerätefunktionalitäten

Matthias Loskyll
PhD-Thesis, TU Kaiserslautern, Vol. 25, ISBN 978-3-943995-29-9, Technische Universität Kaiserslautern, Kaiserslautern, 5/2013.

Abstract

Aufgrund der stetigen Verkürzung der Produktlebenszyklen und der Forderung nach kundenindividuellen Produktvarianten wird die schnelle Anpassung von Produktionsanlagen zum zentralen Wettbewerbsfaktor für produzierende Unternehmen. Heutige Steuerungsarchitekturen werden dieser neuen Dynamik nicht gerecht. Paradigmen zur Gestaltung verteilter Steuerungssysteme stellen vielversprechende Ansätze zur Adressierung dieser Problematik dar. Um das volle Potenzial zur Flexibilitätssteigerung auszuschöpfen, müssen die zentralen Aktivitäten des Auffindens, Auswählens und Orchestrierens von Feldgerätefunktionalitäten automatisiert werden. Im Rahmen dieser Dissertation wird eine Methodik zur dynamischen kontextbasierten Orchestrierung von Feldgerätefunktionalitäten entwickelt, welche die automatische Generierung von konkreten Prozessabläufen unmittelbar vor deren Ausführung durch einen semantischen Fähigkeitsabgleich zwischen Prozessschritten einer abstrakten Prozessbeschreibung und in einer Produktionsanlage verfügbaren Funktionalitäten in Abhängigkeit des aktuellen Fabrikkontextes umfasst. Zur Detaillierung der Methodik werden ein Modell zur semantischen Beschreibung von Feldgerätefunktionalitäten erarbeitet, eine Grundstruktur modularer Ontologien zur semantischen Beschreibung mit OWL-S erstellt und eine Referenzarchitektur entwickelt. Die prototypische Implementierung erfolgt anhand einer industrienahen Produktionsanlage der SmartFactoryKL. Diese Arbeit stellt einen wichtigen Grundbaustein dar, um den Visionen der vierten industriellen Revolution näher zu kommen.

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