Wegenetze planen 11.06.2014, 08:25 Uhr

Künstliche Intelligenz lotst Fahrroboter durch die Fabrikhalle

Bevor fahrerlose Transportsysteme (FTS) mit schweren Werkstücken durch die Fabrikhallen düsen, ist einiges an manueller Konfigurationsarbeit gefragt. Das ist zeitaufwändig und teuer. Deswegen lernt derzeit eine künstliche Intelligenz aus Hannover das Planen der Wegenetze. 

Fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind in modernen Fabriken keine Seltenheit. Achillesferse ist allerdings die immer noch zeit- und kostenintensive Programmierung des Wegenetzes. Das könnte in Zukunft eine künstliche Intelligenz übernehmen. 

Fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind in modernen Fabriken keine Seltenheit. Achillesferse ist allerdings die immer noch zeit- und kostenintensive Programmierung des Wegenetzes. Das könnte in Zukunft eine künstliche Intelligenz übernehmen. 

Foto: Screenshot ingenieur.de/Toyota/

Die Menschheit steht an der Schwelle zur vierten industriellen Revolution: Industrie 4.0 soll Fertigungsbetriebe in sogenannte Smart Factories verwandeln, die ihre Produktionsanlagen in das Internet der Dinge einbinden. Da sie dann beispielsweise direkt mit den Bauteilen kommunizieren können, lassen sich mit weniger Personalaufwand immer kürzere Produktzyklen und steigende Produktvarianten zu niedrigen Kosten realisieren.

Künstliche Intelligenz soll Wegenetze autonomer Fahrzeuge planen

In sich selbst steuernden Fabriken der Zukunft spielen fahrerlose Transportsysteme (FTS) eine Schlüsselrolle: Die Fahrzeuge bringen Material aus dem Lager zu den Maschinen oder transportieren fertige Produkte zum Verpackungsort. Doch bevor sie sich tatsächlich autonom bewegen können, ist einiges an Arbeit erforderlich: Mitarbeiter müssen das Wegenetz ständig von Hand anpassen – wenn sich etwa herausstellt, dass es an Kreuzungen oft zu Beinhahe-Kollisionen kommt oder Staus entstehen.

In Zukunft soll eine künstliche Intelligenz die Planung des FTS-Wegenetzes übernehmen. Konkret sieht diese Vision der Forscher vom Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) wie folgt aus: Der Nutzer gibt die relevanten Daten in das System ein – etwa den Grundriss der Fabrik, die Maße der Fahrzeuge und die Anzahl der Werkstücke, die es an einem durchschnittlichen Arbeitstag von Maschine A zu Maschine B zu transportieren gilt. Der Computer berechnet dann automatisch die Wege, auf denen sich die Fahrzeuge bewegen dürfen.

Menschliche Erfahrung lässt sich schwer programmieren

Bei der Programmierung setzt IPH-Mitarbeiterin Sarah Uttendorf auf die sogenannte Fuzzylogik – das sind ungefähre Regeln, an denen sich der Computer orientieren kann. Wenn es beispielsweise einen Stau gibt, soll er eine andere Route festlegen; wenn sich der Weg zu nah an der Wand befindet, ihn ein Stück verschieben. Für Menschen klingt das selbstverständlich. Einem Computer beizubringen, so zu denken, ist allerdings eine Herausforderung. „Die Spezialisten haben im Gefühl, worauf sie bei der Planung eines Wegenetzes achten müssen“, weiß Uttendorf. „Ihr Erfahrungsschatz lässt sich aber nur schwer in mathematische Formeln übersetzen.“

Erfinder dieses roten, fahrerlosen Transportsystems ist Toyota. Wie ein Zug fährt es durch die Fabrikhallen und transportiert Werkstücke von A nach B. 

Erfinder dieses roten, fahrerlosen Transportsystems ist Toyota. Wie ein Zug fährt es durch die Fabrikhallen und transportiert Werkstücke von A nach B. 

Foto: Screenshot ingenieur.de /Toyota

Sobald das System der IPH-Forscher ausgereift ist, solle es das Wegenetz auch im laufenden Betrieb anpassen können. Bislang müssen Spezialisten manuell eingreifen, wenn die Fahrzeuge beispielsweise wegen eines Großauftrags mehr Material transportieren müssen. Das ist zeitaufwändig und teuer. Mit Hilfe der künstlichen Intelligenz könnten Planer zukünftig sogar mehrere Alternativrouten berechnen und vergleichen.

Zwar fehlt es den IPH-Forschern derzeit nicht an Geld, das Bundeswirtschaftsministerium fördert die Entwicklung des Systems. Doch auf der Suche sind sie noch nach Projektpartnern, die bereits ein fahrerloses Transportsystem nutzen und die neue Technik in ihrem Unternehmen ausprobieren wollen. Ebenso nach Herstellern der FTS, die gerne ihr Expertenwissen einbringen würden. Läuft alles nach Plan, ist ein erster Praxistest für Ende 2015 geplant. 

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