Not Reviewed
Decentralized Manufacturing Control Implementation in a Cyber-Physical Test Field
Implementierung einer dezentralen Fertigungssteuerung in einem Cyber-physikalischen Testfeld
-
Prof. Dr.-Ing.
Henner Gärtner
University of Applied Sciences Hamburg, Department of Mechanical Engineering and Production, Institute of Product and Production Management
-
M.Sc.
Maxime Lonsdorfer
University of Applied Sciences Hamburg, Department of Mechanical Engineering and Production, Institute of Product and Production Management
-
M.Sc.
Melanie Maßmann
University of Applied Sciences Hamburg, Department of Mechanical Engineering and Production, Institute of Product and Production Management
-
M.Sc.
Marius Peters
University of Applied Sciences Hamburg, Department of Mechanical Engineering and Production, Institute of Product and Production Management
-
M.Sc.
Thore Theiß
University of Applied Sciences Hamburg, Department of Mechanical Engineering and Production, Institute of Product and Production Management
Abstracts
How can a decentralized manufacturing control concept be implemented and bring about success? To answer this question, a cyber-physical test field is under development at the University of Applied Sciences Hamburg, Germany. This article gives insight into the test field for decentral manufacturing control which can be represented as a “swimming pool” model. This analogy focuses on the freedom of the production orders to decentrally negotiate among each other on scarce resources such as the machines and the transport capacity. The transport means are automated guided vehicles (AGV) which allow the production orders to move freely within the limits of the pool, namely the production itself. Production orders should cross the pool from order release on the left side to order completion on the right side of the pool using the AGVs. Though, production orders may negotiate independently about the scarce machining capacities. Equipped with given customer priorities, a production order may want to bargain for a swimming lane with expensive but fast CNC machining capacity, while a different order may prefer a parallel swimming lane offering an inexpensive but slow conventional machining service. –
Our research in this field has shown that a well-organized communication process between all entities in the system is crucial to implementing such a decentrally organized swimming pool model. Therefore, this article focuses on describing a negotiation mechanism to support decision making between those entities. Technical enablers such as an MQTT communication broker and a suitable simulation environment are supporting the overall concept. It is to be learned to what extent all decentralized entities of the cyber-physical production system act in a resource-conserving and value-adding manner.
Wie ein dezentrales Fertigungssteuerungskonzept realisiert werden und Erfolg herbeiführen kann, wirft noch immer Fragen auf. Daher wird an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Deutschland ein cyber-physikalisches Testfeld unter Verwendung von fahrerlosen Transportfahrzeugen (Automated Guided Vehicles AGV) entwickelt. Das Testfeld kann als ein "Swimmingpool"-Modell dargestellt werden. Diese Analogie beschreibt die Freiheit der Produktionsaufträge, sich mit Hilfe der AGVs dezentral innerhalb der Grenzen des "Pools", also der Produktion selbst, zu bewegen. Die Produktionsaufträge sollen den Pool von der Auftragsfreigabe auf der linken Seite bis zur Auftragsfertigstellung auf der rechten Seite des Pools durchqueren. Dabei können die Fertigungsaufträge unabhängig voneinander über die knappen Bearbeitungskapazitäten verhandeln. Ausgestattet mit bestimmten Kundenprioritäten kann ein Produktionsauftrag um eine Schwimmbahn mit teurer, aber schneller CNC-Bearbeitungskapazität verhandeln, während ein anderer Auftrag eine parallele Schwimmbahn mit preiswerter, aber langsamer konventioneller Bearbeitung bevorzugt. –
Unsere Forschung auf diesem Gebiet hat gezeigt, dass ein gut organisierter Kommunikationsprozess zwischen allen Entitäten im System entscheidend für die Umsetzung eines solch dezentral organisierten Schwimmbadmodells ist. Daher konzentriert sich dieser Artikel auf die Beschreibung eines Verhandlungsmechanismus zur Unterstützung der Entscheidungsfindung zwischen diesen Entitäten. Technische Enabler wie ein MQTT-Kommunikationsbroker und eine geeignete Simulationsumgebung unterstützen das Gesamtkonzept. Es soll herausgefunden werden, inwieweit alle dezentralen Entitäten des cyber-physischen Produktionssystems (CPS) ressourcen-schonend und wertschöpfend agieren.
Keywords
Recommended citation
¶
Gärtner H, Lonsdorfer M, Maßmann M, Peters M, Theiß T (2022). Decentralized Manufacturing Control Implementation in a Cyber-Physical Test Field. Logistics Journal : nicht referierte Veröffentlichungen, Vol. 2022. (urn:nbn:de:0009-14-55282)
Please provide the exact URL and date of your last visit when citing this article.
Number of citations
Visit Google Scholar to find out, how often this paper is cited.
Volltext als PDF
(
Size
712.8 kB
)