Anbindung von intelligenter Steuerung für die virtuelle Inbetriebnahme

Quick Check

Ausgangssituation

Die Software »ISG-virtuos« bietet eine Simulationsplattform für den gesamten Lebenszyklus einer Automatisierungslösung vom Vertrieb über das digitale Engineering bis in die Betriebsphase.

»ISG-virtuos« entwickelt sich kundengetrieben zu einer Simulationsplattform auf höherer Anlagenebene fort, während Intralogistik, FTS und autonome Systeme zunehmend an Bedarf gewinnen. »ISG-virtuos« erlaubt es, virtuelle Anlagenmodelle und Steuerungen schnell und einfach in einen Ablauf einzubinden. Bislang sind hier jedoch keine externen oder cloudbasierten Steuerungen wie beispielsweise autonome FTS oder intelligente Robotersteuerungen verfügbar.

Lösungsidee

Ziel des Projektes ist es, ROS-basierte Steuerungen in das Simulationstool »ISG-virtuos« zur Anlagensimulation einzubinden.

Hierdurch steht den Nutzern ein einfacher Zugang zu intelligenten Komponenten und autonomen Systemen in ihren (virtuellen) Fabrikabläufen zur Verfügung. Cloud-Services und komplexe KI-Steuerungen können so bereits während der Entwicklungsprozesse und der virtuellen Inbetriebnahme ein- bezogen und im Gesamtkontext der virtuellen Fabrik erprobt werden.

KI-Fortschrittszentrum_203_QC_Anbindung-Steuerung_Abb1 — Abbildung 1: Intelligente Robotersteuerungen steuern und regeln virtuelle Roboter in der Simulationsplattform »ISG-virtuos«. Lorenz Halt, Fraunhofer IPA

Nutzen

In diesem Projekt wird der Grundstein gelegt, um cloudbasierte Roboter- und Anlagenkomponenten in eine virtuelle Fabrikumgebung zu integrieren. Hierbei wird der de facto Standard ROS eingesetzt, um neuen Technologien einen möglichst reibungsfreien Einstieg zu bieten. Anlagenherstellern stehen so bereits zur frühen Entwicklungsphase neuartige, autonome und intelligente Steuerungs-, Anlagen- und Robotik-Systeme zur Verfügung. Etwaige Vorbehalte können aufwandsarm und risikofrei in der virtuellen Umgebung abgebaut werden. Des Weiteren wird ein virtueller Marktplatz für KI-basierte Produktionsmittel eröffnet und weiteren Anbietern zu einem einfachen Zugang verholfen.

Umsetzung der KI-Applikation

Zunächst wurde eine softwaretechnische Verbindung zwischen der Simulationssoftware »ISG-virtuos« und dem »Robot Operating System ROS« hergestellt. Hierfür wurde ein C++-Plugin geschrieben, welches auf die Funktionsbibliothek von »ROS on Windows 10 (Win-RoS)« zugreift. Das Plugin wird direkt als ISG- virtuos Komponente eingebunden und registriert sich bei Aufruf im ROS Ökosystem. Zur Demonstration wurde über das Plugin die IPA-Technologie zur freien Navigation eines FTS und die Technologie »pitasc« zur kraftsensiblen Steuerung eines Roboterarmes an die Simulation angebunden.