PR_COPA-DATA_Forschung_OntoReA

Wien / Salzburg
29. März 2011
zenon im Zentrum wissenschaftlicher Forschung:
COPA-DATA und TU Wien präsentieren
Projektresultate aus drei Jahren OntoReA
Schon
seit
Unternehmensgründung
setzt
der
internationale
Automatisierungsexperte COPA-DATA viel Wert darauf, Forschung und
Ausbildung auf vielfältige Art und Weise zu unterstützen. Auch im
aktuellen Forschungsprojekt OntoReA der Technischen Universität Wien
konnte COPA-DATA mit seiner Industriesoftware zenon einen wichtigen
Beitrag leisten und damit am Puls wissenschaftlicher Forschung in
Österreich mitwirken.
COPA-DATA investiert jährlich 25 Prozent seines Umsatzes in Forschung
und Entwicklung. Die Bandbreite reicht von Usability-Projekten über den
Einsatz von zenon in schulischen Ausbildungslabors bis hin zum Beitrag
an der Entwicklung internationaler Industriestandards in diversen
Organisationen und Gremien. Aktuellstes Beispiel dieses Engagements
ist das durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft
(FFG) und die FIT-IT-Initiative (Forschung, Innovation, Technologie –
Informationstechnologie) des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation
und Technologie (BMVIT) unterstützte Projekt „FIT-IT Semantische
Systeme: OntoReA“. Ins Leben gerufen wurde die Idee dazu bereits im
Herbst 2007 von den beiden Instituten für Automatisierungs- und
Regelungstechnik (ACIN) und Computertechnik (ICT) an der Fakultät für
Elektrotechnik und Informationstechnik der Technischen Universität Wien.
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Im Zentrum des Projekts: ein auf
Wechselbeziehung basierter Wissensaustausch
in Echtzeit
Der Projektname OntoReA steht für „Ontology-based Reflective World
Model for Autonomous Agents“ (reflektierendes Weltmodell für Autonome
(Software-)Agenten auf der Grundlage von Ontologien). Als Ontologien
bezeichnet man im Kontext der Informatik meist sprachlich ausgedrückte
und formal geordnete Darstellungen einer Menge von Begrifflichkeiten
und der zwischen ihnen bestehenden Beziehungen in einem bestimmten
Gegenstandsbereich. Sie werden dazu genutzt, Wissen in digitalisierter
und formaler Form zwischen Anwendungsprogrammen und Diensten
auszutauschen.
Künstliche Intelligenz als Handlungsmotor
Ziel von OntoReA war es, eine Methode aufzuzeigen, wie man der
steigenden Komplexität und Notwendigkeit, sich schnell an ein
veränderndes Umfeld in den Bereichen Produktion und Logistik
anzupassen, begegnet. Der Einsatz dezentralisierter Steuerungsmodelle
auf der Grundlage von Software-Agenten mit autonomem Verhalten gilt
als vielversprechender Ansatz, sich einer solchen Herausforderung zu
stellen. Dieser Ansatz kann in verteilten physischen Systemen –
beispielsweise einer Förderanlage in einem Automobil-Produktionsbetrieb
oder einer Flaschenabfüllanlage bei einem Getränkehersteller –
herangezogen werden, indem jeder Software-Agent einer individuellen
physischen Komponente, zum Beispiel einer Förderpalette, zugeordnet
wird. So dient der Software-Agent gewissermaßen als „künstliche
Intelligenz“ der physischen Komponente. Der zugeordnete SoftwareAgent soll die physische Komponente anleiten, damit sie nützliches
lokales Verhalten leisten und mit den anderen Komponenten des Systems
zusammenarbeiten kann, um das erwünschte globale Verhalten zu
erzielen.
Praxistaugliche Verwertung im Test
Um diese Methode praxistauglich zu testen, haben die
Projektverantwortlichen im Odo-Struger-Labor am ACIN der TU Wien eine
Testumgebung eingerichtet, an der diverse potentielle Störfälle intensiv
getestet wurden. Es handelt sich dabei um eine Förderanlage, die aus 32
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Weichen, sechs Indexstationen und diversen Förderpaletten besteht.
Dieses Paletten-Transportsystem wurde durch 38 Controller gesteuert
und mit 80 RFID-Lesegeräten ausgestattet, um die Paletten identifizieren
und lokalisieren zu können. Die Aufgabe der Testumgebung bestand
darin, die Paletten von einer Indexstation zur nächsten zu befördern und
dabei mit der jeweiligen Situation umzugehen. Diese Situation kann
beispielsweise ein bereits belegtes Förderband, ein Förderband, das
außer Betrieb ist, oder eine blockierte Weiche sein. In diesen Fällen
mussten die Agenten die Situation automatisch handhaben, ohne dass
eine Bedienperson die Steuerungen neu programmiert.
zenon Visualisierung sorgt für Überblick
Für die Überwachung des Verhaltens und der Reaktionen der
Steuerungen kam eine zenon-Anwendung zum Einsatz, die sämtliche
Daten sammelte und entsprechend visualisierte. Nur so konnte garantiert
werden, dass das Handeln der einzelnen Komponenten und ihr globales
Zusammenspiel zu jedem Zeitpunkt bis ins kleinste Detail nachvollziehbar
blieb. Für die Kommunikation mit den Agenten entwickelten die
Ingenieure von COPA-DATA einen neuen Treiber, der für aussagekräftige
Messwerte und Echtzeit-Datentransfer sorgt.
Hoher wirtschaftlicher Nutzen
Wilfried Lepuschitz, Universitätsassistent am Institut für Automatisierungsund Regelungstechnik, freut sich über den Projekterfolg: „Das Besondere
bei diesem Projekt war der Einsatz künstlicher Intelligenz bei den
Agenten. Sie ist natürlich nicht mit menschlicher Intelligenz vergleichbar,
aber diese Art von implementierter Logik schafft es auf einfache Art und
Weise, dass einzelne Komponenten wissen, was sie tun und welche
Auswirkungen ihr Handeln hat. Wenn beispielsweise eine Förderpallette
an einer Weiche am Förderband stecken bleibt, gibt die betroffene
Weiche ihr Wissen darüber an benachbarte Weichen weiter, die dieses
Wissen wiederrum verarbeiten und dementsprechend nachfolgende
Paletten umleiten. Produktionsbetriebe müssen sich solchen
Herausforderungen in der Praxis oft stellen. Ein System, dass in der Lage
ist, solche Situationen autonom zu lösen, kann für die Industrie von
großem wirtschaftlichem Nutzen sein. Es ist durchaus denkbar, dass sich
diese Forschungstätigkeit bis hin zu einem marktreifen Produkt ausbauen
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lässt. Dafür wären allerdings noch weitere Bestrebungen seitens der
Industriepartner notwendig.“
Alois Zoitl, Leiter des ACIN-Forschungsfelds für Verteilte Intelligente
Automatisierungssysteme, ergänzt: „Es ist erstaunlich, dass man mit so
minimalen Aufwand einen Agenten heute um so viel intelligenter machen
kann. Früher musste man sehr viel programmieren und jede neue
Erweiterung beim Agenten bedeutete sehr viel Aufwand. Mit unserer
Methode haben wir gezeigt, dass man Produktionssysteme so flexibel
gestalten kann, dass selbst in Störfällen keine Bedienaktion durch einen
Menschen erforderlich ist. Dieser Ansatz ist derzeit einzigartig und
existiert so am Markt noch nicht. Es freut uns, dass wir mit COPA-DATA
einen kompetenten Partner aus der Industrie für diese Thematik
begeistern konnten.“
COPA-DATA und TU Wien: Kooperation wird
fortgesetzt
Jürgen Resch, OntoReA-Projektverantwortlicher bei COPA-DATA,
resümiert: „Dieses spannende Thema war der Auftakt einer Kooperation
mit der TU Wien und für uns von großer Bedeutung. Umso erfreulicher ist
es, dass dieses Projekt nun auch neue Ideen und gemeinsame
Forschungsintentionen hervorgebracht hat, sodass die Zusammenarbeit
mit den beiden Instituten fortgesetzt wird.“
Im Rahmen einer Projektabschlussveranstaltung am 26. Januar 2011
konnten sich die rund 30 Besucher direkt im Odo-Struger-Labor vom
Erfolg des Projektes überzeugen. Alle vorab skizzierten Situationen
(potentielle Störfälle) konnte das Testsystem problemlos eigenständig
meistern.
Weitere Projektinformationen zum Nachlesen finden Sie auch auf
www.ontorea.org.
Bildunterschriften:
OntoReA_Projektteam.jpg: Das OntoReA Projektteam (v.l.) mit der
eigens angefertigten Testanlage – Wilfried Lepuschitz (ACIN), Alois Zoitl
(ACIN), Benjamin Grössing (ACIN), Jürgen Resch (COPA-DATA), Edin
Arnautovic (ICT), Munir Merdan (ACIN), Univ.-Prof. Hermann Kaindl
(ICT), Mathieu Vallée (ICT) und Pavel Vrba (Rockwell Automation).
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OntoReA_Testumgebung.jpg: Hier im Odo-Struger-Labor an der TU
Wien wurde in den letzten Monaten fleißig getestet. Die Komponenten (im
Bild: Förderbänder, Weichen und Förderpaletten) können, angeleitet
durch künstliche Intelligenz und basierend auf Ontologien, Handlungen in
Interaktion mit ihrer Umwelt selbstständig ausführen.
Ihr Ansprechpartner:
Julia Angerer
Public Relations Manager
Ing. Punzenberger COPA-DATA GmbH
+43 (0)662 43 10 02-11
[email protected]
www.copadata.at
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