Agentenunterstütztes Engineering von Automatisierungsanlagen

Abstract

Im Zuge des fortschreitenden globalen Wettbewerbs kommt dem Standort Deutschland zunehmend die Rolle eines „Engineering“-Standorts denn eines Produktionsstandorts zu. Im Bereich der Anlagenautomatisierung werden unter dem Begriff Engineering die Arbeitsprozesse und Tätigkeiten beim technischen Entwurf und der Auslegung von Automatisierungsanlagen zusammengefasst. Die Kosten für das Engineering hängen wesentlich von der Effizienz und Produktivität der menschlichen Arbeitsprozesse und der Qualität der resultierenden Engineeringinformationen ab. Dabei stellt neben methodischen und technologischen Aspekten die Beachtung der technischen Zusammenhänge zwischen den einzelnen Anlagenkomponenten eine große Herausforderung dar. Diese sind sehr vielfältig und für jede Automatisierungsanlage unterschiedlich ausgeprägt. Sie müssen daher im Zuge des Engineerings vollständig erfasst und aufeinander abgestimmt werden, was heute zum überwiegenden Teil manuell erfolgt und hohe Aufwendungen sowie zusätzliche Fehlermöglichkeiten mit sich bringt. Ausgehend von der modernen komponentenbasierten Vorgehensweise im Engineering und der Beschaffenheit der erstellten Engineeringinformationen wird in der vorliegenden Arbeit ein Ansatz vorgestellt, der zur informationstechnischen Unterstützung des Engineerings von Automatisierungsanlagen dient. Durch geeignete Konzepte wird eine deutliche Reduktion des manuellen Aufwandes und eine vereinfachte Durchführung der menschlichen Tätigkeiten ermöglicht. Dabei wird durch den Einsatz von Softwareagenten eine aktive Form der Unterstützung bereitgestellt, welche sich flexibel an den Ablauf der menschlichen Arbeitsprozesse anpasst. Das Konzept nutzt die vorhandenen Engineeringinformationen und bestehendes Wissen über technische Abhängigkeiten einzelner Komponenten und überträgt diese auf einzelne Softwareagenten. Auf dieser Basis agieren und kooperieren die Softwareagenten parallel zu den Tätigkeiten des Ingenieurs im Hintergrund. Sie sind in der Lage, die beim Engineering entstehenden technischen Zusammenhänge innerhalb der Automatisierungsanlage selbstständig zu erkennen, zu analysieren und geeignete Anpassungen der Engineeringinformationen zu ermitteln. Die Interaktion mit dem Ingenieur erfolgt in Form von entsprechenden Hinweisen und Lösungsvorschlägen, welche auf Wunsch von den Softwareagenten selbstständig umgesetzt werden können. Auf diese Weise werden die individuellen technischen Zusammenhänge einer Automatisierungsanlage bereits auf informationstechnischer Ebene berücksichtigt und ein Großteil der bisher erforderlichen manuellen Tätigkeiten und Überlegungen kann entfallen. Das Konzept wurde darüber hinaus so ausgelegt, dass es zu bisher verwendeten Komponentenmodellen und Werkzeugen kompatibel ist und sich problemlos in bestehende Engineeringprozesse integrieren lässt.

In the course of progressive global competition, the role of Germany increasingly shifts from a production location to an „engineering“ location. Within the domain of plant automation under the term engineering the working processes and the activities for technical design and layout of automation plants are summarized. The engineering costs depend substantially on the efficiency and productivity of the human working processes and on the quality of the resulting engineering information. Apart from methodical and technological aspects, the consideration of the technical correlations between the individual plant components constitutes an important challenge. They are multifaceted and take different shape for each automation plant. They must be regarded and coordinated completely in the course of the engineering, which today is predominantly done manually and causes high efforts. Starting from the modern component-based engineering proceeding and the constitution of the resulting engineering information an approach is presented in this work, which provides a comprehensive information-technical support of the engineering of automation plants. Suitable concepts reduce manual efforts significantly and enable a simpler and more efficient accomplishment of the human activities. Thereby using software agents, an active form of support is made available, which adapts itself in a flexible way to the procedure of human working processes. The concept utilises the existing engineering information and available knowledge about technical dependences of individual plant components and transfers them to several software agents. The software agents act and cooperate in the background of the activities of the engineer in order to investigate autonomously the evolving technical correlations within the automation plant, and to determine suitable adjustments of engineering information. The interactions with the engineer take place in the form of appropriate references and suggestions for solutions, which if desired can be implemented independently by the software agents. Thus, the individual technical correlations of an automation plant are already considered on an information-technical level and the engineer’s manual work and considerations are reduced significantly. Further, the concept can be applied together with existing component models and tools, what simplifies its integration into existing engineering processes.