Tim Bahlo
Untersuchung des Einsatzes von Multiagentensystemen für die Steuerung des
Materialflusses in der innerbetrieblichen Logistik
ISBN: 978-3-8366-0470-3
Druck Diplomica® Verlag GmbH, Hamburg, 2007
Zugl. Universität Dortmund, Dortmund, Deutschland, Studienarbeit, 2006
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http://www.diplom.de, Hamburg 2007
Printed in Germany
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1
2 Steuerungssysteme
5
PFI teuerung und teuerungssystemeX fegri'e und he(nitionen F F F F F F
S
PFP ntersheidungsmerkmle F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
V
PFQ ieleD eufgen und trtegien F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
IS
3 Agenten
23
QFI ellgemeine he(nitionen und ortedeutungen F F F F F F F F F F F F F F
PQ
QFP egent in der uünstlihen sntelligenz F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
PR
QFQ iigenshftenD veistungsewertungD ereitsumgeung F F F F F F F F F F
PS
QFR egentenstrukturD egententypen F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
QI
QFRFI iinfher e)exEegent F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
QP
QFRFP wodellsierter e)exEegent F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
QQ
QFRFQ ielsierter egent F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
QR
QFRFR xutzensierter egent F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
QS
QFRFS vernender egent F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
QU
4 Multiagentensysteme
41
RFI he(nition und iigenshften F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
RI
RFP egententypen und egentenstruktur F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
RP
RFPFI ein kommunizierende und rein situierte egenten F F F F F F F F
RQ
RFPFP uognitive und ektive egenten F F F F F F F F F F F F F F F F F
RS
RFQ egentenkommuniktion F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
RT
RFR wultigentenumgeungen F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
RU
RFRFI wultigentenumgeungen mit intergierenden egenten F F F F F
RV
RFRFP wultigentenumgeungen mit kooperierenden egenten F F F F F
SH
RFRFQ uoopertionsmethoden F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
SP
iii
RFS egentensprhen F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
SR
RFT wultigentenorgnistionen F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
ST
5 Forschung und Einsatz von Agenten in der Materialusssteuerung
61
SFI yrgnistionen F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
TI
SFIFI pse F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
TI
SFIFP egentlink F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
TP
SFP porshung n niversitäten F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
TQ
SFPFI teuerung und iinstzplnung phrerloser rnsportsysteme
@ehnishe niversität ferlinA F F F F F F F F F F F F F F F F F F
TQ
SFPFP snstitut für eutomtisierungsE und oftwretehnik
@niversität tuttgrtA F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
TS
SFPFQ porshungsprojekt hezent
@niversität hortmundA F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
TT
SFPFR pf TQUD lnung und teuerung produktionstehnisher ysteE
me
@niversität fremenA F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
TU
SFPFS porshungsverund vogistik
@niversität fremenA F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
TV
SFPFT wultigentensysteme
@ehnishe niversität ghemnitzA F F F F F F F F F F F F F F F F
TW
SFPFU wultigent 8 goopertive ootis vortory
@unss tte niversityA F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
UH
SFQ egentenforsher F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
UI
SFQFI tefn fussmnn F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
UI
SFQFP qerhrd eiÿ F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
UP
SFQFQ xik tennings F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
UQ
SFQFR tques perer F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
UQ
SFQFS turt ussell und eter xorvig F F F F F F F F F F F F F F F F F F
UR
SFR eitshriften F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
US
SFS egenten in der rozesssteuerung F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
UT
6 Zusammenfassung, Ausblick
81
iv
Abbildungsverzeichnis
PFI irkungspln eines ystems mit o'enem irkungsweg hsxIWPPT F F
T
PFP irkungspln eines ystems mit geshlossenem irkungsweg hsxIWPPT T
PFQ neindeutigkeit der he(nition des fegri's teuerung in hsxExorm IWPPT
und im vexikon frokhus F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
U
PFR truktur der teuerung eines rozesses mit zentrler teuerungseinheit
tfeWV F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
W
PFS truktur der teuerung eines rozesses mit dezentrlen teuerungskomE
ponenten tfeWV F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
IH
PFT truktur der teuerung eines rozesses mit dezentrlen teuerungskomE
ponenten und zentrler uoordinierungskomponente tfeWV F F F F F F F
II
PFU rierrhisher eufu von teuerungseenen hsQTVQ F F F F F F F F F
IQ
PFV irtshftlihe iele der nternehmenslogistik qudHR F F F F F F F F F
IS
PFW eluf der teuerung F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
IV
QFI egenten kommunizieren üer ensoren und ektutoren mit mgeungen
xoHR F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
PS
QFP ieEfeshreiung der ereitsumgeung für ein utomtisiertes xi
xoHR F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
PV
QFQ rinzip eines modellsierten e)exEegenten xoHR F F F F F F F F F F
QR
QFR rinzip eines modellsiertenD zielsierten egenten xoHR F F F F F F
QS
QFS rinzip eines modellsiertenD nutzensierten egenten xoHR F F F F
QT
QFT ellgemeines wodell lernender egenten xoHR F F F F F F F F F F F F F
QV
RFI ulssi(ktion von snterktionssitutionen perHI F F F F F F F F F F F F
SI
RFP prhen zur intwiklung und smplementierung
von wultigentensystemen hilHT F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
SR
RFQ uwv ist rotokoll für uommuniktion zwishen egent und egentD soE
wie zwishen egent und enwendungsprogrmm eiWW F F F F F F F F F
ST
v
RFR yrgnistionen und yrgnistionsstrukturen in wultigentensystemen
perHI F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F F
SV
SFI iele des porshungsverunds vogistik
der niversität fremen pyvy F F F F F F F F F F F F F F F F F
TW
vi
Abkürzungsverzeichnis
egv
egent gommunition vnguge
es
erti(il sntelligene
ei
egenten für )exile und verlässlihe eingeettete ihtzeitsysteme ei
hÉe
hiplôme d9études pprofondies
hpq
heutshe porshungsgemeinshft hpq
hsx
heutshes snstitut für xormung
hu
hezentrle teuerungskomponente
i
iinzelsteuerung
pse
siii poundtion for sntelligent hysil egents pse
p
phrerloses rnsportsystem
q
qruppensteuerung
siii
snstitute of iletril nd iletronis ingineers
us
uünstlihe sntelligenz
uwv unowledge uery nd wnipultion vnguge
ui
unowledge hring i'ort
vpe
vehrstuhl für eutomtisierungstehnikGrozessinformtik vpe
we
wultigentensystem
ie
erformneD invironmentD etutorsD ensors
a veistungD mgeungD ektutorenD ensoren
oint to oint
ew
ndom eess wemory
yw
ed ynly wemory
ggr
oftwre gompetene genter rgenerg qmr ggr
pf
onderforshungsereih
q
tellgerät
peiherprogrmmierre teuerung
ehnishe niversität
hs
erein deutsher sngenieure
vii
1 Einleitung
iine wotivtion für diese ereit ist us vielen untershiedlihen qründen gegeenF
iinen eil der wotivtion zu dieser ereit liefert spwF die in tfeWV eshrieene
xotwendigkeit zur euseinndersetzung mit untershiedlihen erten der wteril)ussE
steuerungD um die i0zienz von wteril)usssteuerungen steigern zu könnenX
Üer die ettewersfähigkeit eines nternehmens entsheidet heute imE
mer häu(ger dessen veistungsfähigkeit in den fereihen wteril)uss und
vogistikF uonkurrenzsitutionen und der reisdruk erfordern ds eusshöpE
fen ller otentileF FFF hie i0zienz eines nternehmens hängt im hohen
wÿe dvon D wie rozesseD htenD snformtionen und rilfsmittel gestlE
tet sindF
m dem ettewer stndhlten zu könnenD ist es lso notwendig existierende wE
teril)usssysteme uf ihre i0zienz hin zu untersuhen und den iinstz lterntiver
vösungen in fetrht zu ziehen und gegeenenflls näher zu erforshenF els lterntive
vösung wird in dieser ereit der iinstz von wultigentensystemen für die wteriE
l)usssteuerung geprüft werdenF hss diese rinte vermutlih irfolg verspriht und
in ktuellen porshungen ferüksihtigung (ndetD ist spwF erkennrD wenn mn eine
snternetsuhmshine zu te zieht und sih die irgenisse genuer nsiehtF
ippt mn in so eine uhmshine den fegri' egent einD so stöÿt mn unmittelr
uf eine eihe von eussgenD wie spwF die folgende eussge weX
9woile egenten9 sind siher shon jetzt zum wodeegri' gewordenD hinE
ter dem sih llerdings uh interessnte und komplexe porshungsthemen
verergenF m ds fundierte wissensh)ihe rinterfrgenD der n sih eE
stehend einfhen sdeeD kümmern sih uh in heutshlnd immer mehr
ereitsgruppenF ellerdings stekt die porshung vergleihsweise noh in den
uindershuhenD er shon jetzt wird in der sndustrie von uperltiven geE
sprohenF
Seite 1 von 87
1 Einleitung
itte dieser ert ilden siherlih ein weiteres tük wotivtion für diese ereit und
llgemein für die nähere ntersuhung des hemengeiets egentenF snteressnt und
siherlih zu ehten istD dss der letzte eil der eussge für einhe lle porshungsE
ereihe gleihermÿen giltF hie irfhrungen mit egenten und wultigentensystemen
weisen generell eine eher kürzere ristorie ufF hie irforshung dieser hemenereihe
ist lso eine zum eil noh evorstehende groÿe eufgeF hiese tudienreit soll einen
kleinen feitrg dzu leistenF
els weiterer wihtiger wotivtionspunkt ist der ktuelle tnd der ehnik zu nenE
nenD welher o'ensihtlih zugleih die eiden vorgestellten wotivtionspunkte unterE
stütztX uomplexe wteril)usssysteme werden noh üerwiegend mit zentrlen
1
und veitrehnern edient und leien nhezu unverändert üer einen lngen eitrum
in fetrieF
hie vorliegende ereit untersuht deshl lterntiveD )exilereD gentensierte uonE
zepteD stellt ktuelle porshungen vor und prüft deren möglihen iinstz in wterilE
)usssteuerungssystemenF hei ist die ereit folgendermÿen ufgeutX
upitel P sh't einen Üerlik üer konventionelle teuerungen und teuerungsE
systemeD sowie die ihnen zugrunde liegenden fegri'eD erfhren und ntersheidungsE
merkmleF euÿerdem werden die ieleD eufgen und trtegien der eknnten ysteme
vorgestelltF
sn upitel Q wird ds grundlegende uonzept der egenten vorgestelltF rierzu werden
zunähst einige he(nitionen und ortedeutungen erläutertF hs upitel geht nshlieE
ÿend uf die untershiedlihen egententypen ein und untersuht deren iigenshftenF
upitel R enutzt die im vorngegngenen upitel erreiteten irkenntnisse und
eshreit die iinettung mehrerer egenten in ein wultigentensystemF euÿerdem
werden die eknnten untershiedlihen wultigentensysteme und deren iigenshften
vorgestellt und nlysiertF
hemtish sind die upitel Q und R lso insofern strikt voneinnder getrenntD ls
dss upitel Q zunähst den egenten ls einzelne uomponente etrhtet und in uE
pitel R mehrere dieser egenten in einem ystem untersuht werdenF wei ergänzende
eshnitte in upitel R etrhten untershiedlihe egentensprhen und ds uonzept
der wultigentenorgnistionenF
hs upitel S geht zunähst uf ktuelle porshungen durh yrgnistionen und uf
porshungsktivitäten n niversitäten einF euÿerdem werden nshlieÿend einige porE
1
SPS = Speicherprogrammierbare Steuerung
Seite 2 von 87
sher vorgestelltD die edeutsm für die porshung im fereih der egenten sindF hes
weiteren wird eine viste von interessnten phzeitshriften ngegeenD die ktuelle
porshungsergenisse verö'entlihen und eine gute uelle für qulittiv hohwertige
snformtionen sindF eshlieÿend wird eine durh untershiedlihe uellen ekräftigte
iinshätzung gegeenD inwieweit ds uonzept der wultigentensysteme für die wteE
ril)usssteuerung von fedeutung istF
hs letzte upitel git eine usmmenfssung der ereit nF udem eshreit es die
durh ereit gewonnenen irkenntnisse und ei der fereitung der eufgenstellung
estehende hwierigkeitenF
Seite 3 von 87
2 Steuerungssysteme
2.1 Steuerung und Steuerungssysteme: Begrie und
Denitionen
sn der he(nition von teuerung us hsxIWPPT wird diese ls der orgng in einem
ystem eshrieenD ei dem eine oder mehrere qröÿen ls iingngsgröÿen ndere qröE
ÿen ls eusgngsgröÿen ufgrund der dem ystem eigentümlihen qesetzmäÿigkeiten
eein)ussenF
iine llgemeine he(nition von teuerung us einem eknnten vexikon froWV eE
shreit jene ls die iinstellungD irhltung oder eränderung der ustände eines ysE
tems durh externe pestlegung einer oder mehrerer ds erhlten des ystems estimE
mender qröÿen ohne RückkopplungF
sn dieser ereit ezieht sih die eshrieene Veränderung zwF Beeinussung
uf den inneretrielihen wteril)ussD lso uf die yrtsveränderung von qütern inE
nerhl eines geshlossenen ystems zwF eines nternehmensF euÿerdem werden
im etrhteten ystem weitere eränderungen E die Informationsveränderungen E eE
trhtetF
hie eiden ngegeenen he(nitionen untersheiden sih interessnterweise in einem
unktF hie he(nition us froWV ut hierei inhltlih uf hsxIWPPT ufF ährend
die he(nition us hsxIWPPT sehr llgemein lle teuerungen mit den gennnten iigenE
shften umfsstD muss nh froWV ein ystem zusätzlih einen o'enen irkungsweg
1
henD dmit eine teuerung vorliegtF
viegt kein o'ener irkungsweg vorD hndelt es sih nh froWV um eine egeE
lungF iine egelung ist demnh eine nh hsxIWPPT de(nierte teuerung mit der
1
Der Wirkungsweg ist derjenige Weg, längs dessen es Wirkungen gibt, die das System durchlaufen
[DIN19226]. Der Wirkungsweg zwischen verursachender und beeinuÿter Gröÿe heiÿt oen oder
ohne Rückkopplung, wenn von der beeinussten Gröÿe kein Wirkungsweg zu einer verursachenden
Gröÿe zurückführt. Zur Veranschaulichung eines oenen Wirkungswegs siehe Abbildung 2.1.
Seite 5 von 87
2 Steuerungssysteme
eildung PFIX irkungspln eines ystems mit o'enem irkungsweg hsxIWPPT
iigenshft einen geshlossenen irkungsweg
2
zwF eine eingeute ükkopplung zu
henF hiese ükkopplung edingtD dss sih ds ystem fortlufend selst eein)usstF
is hndelt sih lso um einen orgngD ei dem fortlufend eine qröÿe @die egelgröÿeA
mit einer nderen qröÿe @die pührungsgröÿeA verglihen und im inne einer engleihung
n die pührungsgröÿe eein)usst wirdF
eildung PFPX irkungspln eines ystems mit geshlossenem irkungsweg
hsxIWPPT
wengentheoretish gesehen ildet lso die ereinigungsmenge der teuerungen und
egelungen @nh froWVA die wenge der nh hsxIWPPT de(nierten teuerungenF sn
eildung PFQ
3
wird die feziehung dieser he(nitionen verdeutlihtF
xh froWV ist ein llgemeines ystem ein konkretes @reles oder wirklihesA oder
ideelles qnzesD dessen eile strukturell oder funktionl miteinnder in feziehung steE
2
Der Wirkungsweg zwischen verursachender und beeinuÿter Gröÿe heiÿt geschlossen oder mit Rück-
kopplung, wenn von der beeinussten Gröÿe ein Wirkungsweg zu einer verursachenden Gröÿe zu-
rückführt. In Abbildung 2.2 ist dies der Weg aus dem System 1 über System 2 zurück zu System
1.
3
Die Pfeile deuten an, dass sich die obere Menge aus den beiden unteren zusammensetzt.
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2.1 Steuerung und Steuerungssysteme: Begrie und Denitionen
eildung PFQX neindeutigkeit der he(nition des fegri's teuerung in hsxExorm
IWPPT und im vexikon frokhus
henD zwF ein rinzip oder eine yrdnung nh der etws ufgeut oder orgnisiert
istF hie he(nition in hsxIWPPT ist einhe identishF ie de(niert ein ystem ls eiE
ne in einem usmmenhng gegeene enordnung von qeildenD die miteinnder in
feziehung stehenF hiese enordnung wird ufgrund estimmter orgen gegenüer ihE
rer mgeung gegrenztF hie xorm weist uÿerdem druf hinD dss solhe qeilde
qegenständeD henkmethoden oder uh deren irgenisse sein könnenF
iin teuerungssystem ist folglih ein sih us mehreren iinzelsteuerungen zusmmenE
setzendes qnzesF hiese iinzelsteuerungen stehen strukturell oder funktionl miteinE
nder in feziehung hsxIWPPTF hie shon in den llgemeinen he(nition eines ystems
erwähnten feziehungen sind in teuerungssystemen durh irkungen
4
gegeenF euE
ÿerdem knn nh dem zweiten eil dieser he(nition der fegri' des teuerungssystems
uh nur für ds rinzip stehenD nh dem mehrere iinzelsteuerungen orgnisiert sindF
iin weiterer rinweis esgtD dss groÿe ysteme durh usmmenfügen uleinerD sowie
kleine ysteme durh nterteilen qroÿerD geildet werden könnenF
hie hsxExorm hsxIWPPTD die den fegri' der teuerungD wie oen eshrieen und
in eildung PFQ gesehenD weniger einshränktD weist jedoh zusätzlih uf eine weitere
fesonderheit der he(nition hinX her fegri' der teuerung knn niht nur ls fezeihE
nung für den orgng des teuernsD sondern uh ls fezeihnung für die qesmtnlge
@lso ds teuerungssystemAD in welher die teuerung sttt(ndetD verwendet werdenF
hemnh knn es vorkommenD dss der eusdruk teuerung synonym für den fegri'
teuerungssystem verwendet wirdF
hie he(nitionen der fegri'e teuerung und teuerungssystem sind lso vielfältig
und uneindeutigF fei der feshreiung von teuerungen und teuerungssystemen sowie
deren iigenshften sollte jedoh stets klr seinD welhe der fedeutungen gemeint istF
4
Wirkungen = Beeinussung einer Gröÿe - der beeinussten Gröÿe - durch eine oder mehrere andere
Gröÿen - die verursachenden Gröÿen [DIN19226].
Seite 7 von 87
2 Steuerungssysteme
sn der egel ergit sih dies er direkt us dem usmmenhngF
2.2 Unterscheidungsmerkmale
hie in upitel PFI eshrieene neindeutigkeit der he(nitionen zwF die unklre eE
grenzung zwishen den fegri'en teuerung und teuerungssystem ist uh für dieses
upitel relevntX sn diesem upitel werden ntersheidungsmerkmle eshrieenD welE
he für iinzelsteuerungen de(niert wurden und uf teuerungssysteme üertrgr sind
oder er für teuerungssysteme de(niert wurden und somit niht immer uh iinzelE
steuerungen klssi(zieren könnenF h lle teuerungssysteme us iinzelsteuerungen
estehenD ist jedoh die Üertrgung der ulssi(zierung der iinzelsteuerung uf teueE
rungssysteme sinnvollF
5
m teuerungen und teuerungssysteme untersheiden und in ulssen einordnen zu
könnenD werden in hsxIWPQU ulssi(zierungsmerkmle forml festgehltenF sm polE
genden wird diese ulssi(zierung ufgegri'en und um einige ntersheidungsmerkmle
us weiteren uellen tfeWVD hsxIWPPT erweitertF
Automatisierungsgrad hurh feohtung des eutomtisierungsgrdes untersheiE
det tfeWV zwishen mnuellenD teilutomtisierten @mehnisiertenA und utomtiE
shen teuerungssystemenF fei mnuellen und teilutomtisierten ystemen sind immer
uh wenshen n der teuerung eteiligtF fei utomtishen ystemen ist der iingri'
in den teuerungsprozess durh ereitspersonenD uÿer in eusnhmesitutionen @spwF
shwere pehlerD xeustrt des ystemsDFFFAD niht erforderlihF qroÿe teuerungssysteme
können us mehreren kleinen ystemen estehenD so dss der eutomtisierungsgrd
innerhl eines ystems uf untershiedlihem xiveu liegen knnF sn der egel ist es
unmöglihD menshlihes iingreifen gnzheitlih zu unterinden oder sogr unnötig zu
mhenF wishformen sind lso die egelF
ur ernshulihung diene hier eispielhft ein teilutomtishes rohregllger
zur uommissionierungF sn diesem fährt ds eglförderzeug utomtish zum nähsten
eglpltzD n welhem ren entnommen werden müssenF hs rerusnehmen der
5
Ein Steuerungssystem, welches bspw. ausschlieÿlich aus analogen Steuerungen besteht, kann folg-
lich als analoges Steuerungssystem bezeichnet werden. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass Steue-
rungssysteme aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Steuerungen bestehen können und somit
unterschiedliche Steuerungsklassen enthalten sein können.
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2.2 Unterscheidungsmerkmale
qüter geshieht llerdings @spwF ufgrund untershiedliher fesh'enheit der gelE
gerten qüterA per rndF
Struktur sn enlehnung n die ntersuhung von snformtionssystemen etrhtet
mn uh ei teuerungssystemen die truktur tfeWVF rierei untersheidet mn
zwishen zentrler und dezentrler teuerungD woei verteilte teuerungenD dFhF wishE
formenD m häu(gsten vorkommenF
·
Zentrale Steuerung: elle teuerungsfunktionen werden von einer zentrlen iinE
heit üernommenD welhe dementsprehend leistungsfähig sein mussF elle iinzelE
prozesse werden direkt von der zentrlen teuerungseinheit ngesprohen und
müssen somit einzeln mit ihr verunden sein @siehe eildung PFRAF
eildung PFRX truktur der teuerung eines rozesses mit zentrler teuerungseinheit
tfeWV
h ein eusfll der zentrlen iinheit zu einem uomplettusfll des ystems fühE
ren würdeD emp(ehlt es sih us qründen der erfügrkeitD die zentrle iinheit
redundnt uszuführen ttrHTF hie redundnte iinheitD welhe ntürlih zu erE
höhten uosten führtD könnte im plle eines eusflls der ktiven iinheit einsprinE
gen und ddurh einen uomplettusfll verhindernF rierei werden in ttrHT
edundnzkonzepte mit Cold- oder Hot-Standby
6
untershiedenF
·
Dezentrale Steuerung: hie teuerungsfunktionen innerhl eines qesmtsysE
tems werden uf mehrere einzelne teuerungskomponenten ufgeteilt @siehe eE
ildung PFSAF
6
Hot-Standby: Das Umschalten zwischen produktivem und redundantem System erfolgt im Fehlerfall
automatisch. Die Umschaltzeit ist vernachlässigbar klein.
Cold-Standby: Um zwischen produktivem und redundantem System umzuschalten, ist ein ma-
nueller Eingri und dadurch bedingt eine nennenswerte Umschaltzeit erforderlich.
Seite 9 von 87
2 Steuerungssysteme
eildung PFSX truktur der teuerung eines rozesses mit dezentrlen teuerungskomE
ponenten tfeWV
tede dieser uomponenten erledigt in einem gegrenzten eilsystem die nfllenE
den teuerungsfunktionenF Üer ein uommuniktionssystem sind die einzelnen
uomponenten miteinnder verundenF her eusfll einer teuerungseinheit muss
lso niht notwendigerweise ds qesmtsystem zum esturz ringenF
iin weiterer orteil ist der geringere erdrhtungsufwndD d die dezentrlen
iinheiten näher n den ektoren und ensoren sindF
·
Verteilte Steuerung: iine zentrle uoordinierungskomponente stimmt eine ielE
zhl der teuerungsufgen mit den einzelnen teuerungskomponenten @siehe
eildung PFTAF
7
xh tfeWV ist die truktur von modernen teuerungssystemen fst usshlieÿE
lih verteiltF ellerdings untersheidet sih die truktur im qrd der hezentrE
lisierungF te höher der qrd der hezentrlisierung istD desto geringer wird der
jeweilige veistungsumfng und somit die enforderungen n die ehenleistunE
gen der einzelnen dezentrlen teuerungskomponentenF ellerdings wähst mit der
hezentrlisierung der eufwnd für die uommuniktionF
hie hi'erenzierung zwishen zentrler und dezentrler teuerung (ndet mn niht
nur in der vogistik oder in tehnishen ystemen wiederD sondern spwF uh in der oE
litik @entrlstt vsF pöderlismusAF h die uonstitution von tten eine viel gröÿere
ristorie ufweistD können viele iigenshften dieser ystemeD sowie etwige proE und
ontrEunkte in vielen pällen üertrgen werdenF
Vor- und Nachteile dezentraler Steuerungen mit minimaler zentraler Ko-
ordinierung zu untersuchen, ist eine der Hauptaufgaben dieser Arbeit.
7
Dabei sollten nach Meinung des Autors Probleme aber nur dann zentral gelöst werden, wenn die
Steuerung Komponenten betrit, die sich gegenseitig behindern oder positiv beeinussen könnten.
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2.2 Unterscheidungsmerkmale
eildung PFTX truktur der teuerung eines rozesses mit dezentrlen teuerungskomE
ponenten und zentrler uoordinierungskomponente tfeWV
Informationsdarstellung snformtionen können in teuerungssystemen nh hsxIWPQU
nlogD inär oder digitl drgestellt seinF hementsprehend kommen drei untershiedliE
he erten von teuerungen zustndeD in welhen entweder nlogeD inäre oder digitle
ignle @inäre ustndswerte und inär odierte hlenwerteA verreitet werdenF eufE
grund der hohen i0zienz @groÿe veistungsfähigkeit ei niedrigem reisA ist jedoh die
teuerung mit digitler ehnik vorherrshendD so dss nloge und inäre teuerungsE
systeme kum noh zum iinstz kommen ttrHTF
Signalverarbeitung enhnd der ert und eise der erreitung der im vorherigen
eshnitt klssi(zierten snformtionenD teilt hsxIWPQU teuerungssysteme wiederum
in untershiedlihe qruppen einF ur erreitung gehören jeweils die folgenden drei
ereitsshritteX
IF iinlesen der iingngssignleY
PF festimmungGferehnung der eusgngssignleY
QF irzeugung der eusgngssignleF
hie folgenden teuerungssrten werden durh die ert der ignlverreitung unterE
shiedenX
·
Synchrone Steuerung: hie ignlverreitung erfolgt synhron zu einem vorgeE
geenen ktsignlD dFhF ds iinlesen der iingngssignleD sowie die ferehnung
und irzeugung der eusgngssignle wird n llen tellen gleihzeitig durhgeE
führtF rierdurh wird ein deterministishes erhlten des ystems sihergestelltF
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2 Steuerungssysteme
·
Asynchrone Steuerung: hie ignländerungen erfolgen ohne ktsignl und
der feginn der erreitung ist zeitlih nur von dem enliegen der iingngssiE
gnle hängigF hurh untershiedlihe erreitungsgeshwindigkeiten der iinE
gngssignle können roleme ei der rintereinnderusführung von teuerungen
uftretenF
·
Verknüpfungs-Steuerung: fei einer erknüpfungssteuerung geht mn dvon
usD dss die ferehnung der eusgngssignle keine eit in enspruh nimmtF hie
eusgngssignle werden nhnd der iingngssignle durh ooleshe erknüpE
fungsregeln unmittelr ermitteltF
·
Ablaufsteuerung: rierei erfolgt ds eitershlten uf einen nähsten im roE
grmm vorgesehenen hritt usshlieÿlih in ehängigkeit von sogF eitershltE
edingungenF hie ignlverreitung folgt lso zwngsweise einem shrittweisen
elufF sn diesem eluf werden die iingngssignle sequenziellD gemäÿ einem
vorgegeenem rogrmmD nur dnn gereitetD wenn estimmte eitershltE
edingungen erfüllt sindF
eitere teuerungsrtenD die nhnd der ert der ignlverreitung untershieE
den werden könnenD sind pezilfälle des orrngegngenenX
Zeitgeführte Ablaufsteuerung: eitershltedingungen sind nur von der
eit hängigD lso insesondere niht von den eingehenden ignlenF
Prozeÿabhängige Ablaufsteuerung: eitershltedingungen sind nur von
den eingehenden ignlen hängig und somit insesondere niht von der eitF
Hierarchischer Aufbau m den hierrhishen eufu von teuerungssystemen zu
verdeutlihenD eshreit mn ulssen von punktionseinheitenF enshlieÿend ordnet
mn diese in ienen einF
hie drei punktionseinheitenD welhe zunehmend komplexe teuerungen eshreienD
sindX
·
Einzelsteuerung: punktionseinheit zum teuern eines einzelnen tellgliedesF
·
Gruppensteuerung: wit dieser punktionseinheit wird ein us mehreren iinzelE
steuerungen zusmmengesetzter er funktionl zusmmenhängender eilprozess
gesteuertF hie qruppensteuerung ist den zugehörigen iinzelsteuerungen üergeE
ordnetF
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2.2 Unterscheidungsmerkmale
·
Haupt-/Leitsteuerung: hiese punktionseinheit steuert den qesmtprozess und
einhltet eine oder mehrere qruppensteuerungenF
hie ienenD welhe die qesmtheit ller iinzelsteuerungen zwF qruppensteuerunE
gen drstellenD werden in hsxIWPQU durh die iinzelsteuerungsE und die qruppenE
steuerungseene eshrieenF iine feshreiung einer ieneD welhe die qesmtheit
ller veitsteuerungen einhltetD ist niht zulässigF is git in jedem teuerungssystem
nämlih nur eine veitsteuerungF
eildung PFU zeigt ein feispiel für den hierrhishen eufu einer teuerungF
eildung PFUX rierrhisher eufu von teuerungseenen hsQTVQ
Die Klassizierung von Steuerungssystemen anhand der Art und Weise
ihres hierarchischen Aufbaus, ist für diese Arbeit von besonderem Interesse,
da Hierarchie beim Einsatz von mehreren Agenten ebenfalls eine groÿe Rolle
spielen kann.
Programmverwirklichung nter dem rogrmm einer teuerung versteht mn die
qesmtheit ller enweisungen und ereinrungen für die ignlverreitungD welhe
ds erhlten der zu steuernden enlge eein)ussenF ur peiherung des rogrmmE
odes und der rogrmmdten in digitler porm stehen die ülihen peiherrten zur
erfügungF rierei wird zwishen peihern untershiedenD welhe von der teuerung
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2 Steuerungssysteme
eshrieen und gelesen @ew
8
A oder nur gelesen werden können @yw
9
AF
hie ert der rogrmmierung ezogen uf ntershiede in der eränderrkeit und
eustushmöglihkeit des rogrmmsD sowie untershiedlihe verwendete rrdwreD
lässt eine weitere ulssi(zierung von teuerungen zuX
·
Verbindungsprogrammierte Steuerung: hie erknüpfung der iinE und eusE
gesignle ist durh ds rogrmm der teuerung unveränderr festgelegtF hE
ei wird ds rogrmm durh die ert der punktionsglieder und deren erindunE
gen untereinnder vorgegeenF
Festprogrammierte Steuerung: rogrmmänderungen sind niht vorgeseE
henF
Umprogrammierbare Steuerung: rogrmmänderungen sind möglih und
in einfher eise @durh mehnishen iingri'D wie spwF msteken von veiE
tungen oder euswehseln von fugruppenA durhführrF
·
Speicherprogrammierbare Steuerung: hs rogrmm der teuerung ist in
einem rogrmmspeiher festgehltenF her rogrmmspeiher ist immer verfügE
rF hs heiÿtD dss die punktionsgliederD die enötigt werden um ds rogrmm
im peiher nutzen zu könnenD vorhnden und unveränderr sindF
Freiprogrammierbare Steuerung: her verwendete rogrmmspeiher ist
ein
hreiEveseEpeiherD dessen snhlt in elieig groÿem mfng ohne mehniE
shen iingri' in die teuereinrihtung verändert werden knnF
Austauschprogrammierbare Steuerung: is wird ein xurEveseEpeiher
ls rogrmmspeiher verwendetD dessen snhlt nh seiner rogrmmierung nur
durh einen mehnishen iingri' @einfhes euswehselnA verändert werden knnF
sn ttrHT wird neen den verindungsE und speiherprogrmmierren teuerungen
die wöglihkeit gennntD teuerungen mit sndustrie gs und höheren rogrmmierE
sprhen zu verwirklihenF tene ist vermutlih die fortshrittlihste und e0zienteste
ert der rogrmmverwirklihungF snsesondere ist es hierei möglihD uh komplexeE
re usmmenhänge zuildenD d umfssende intwiklungsumgeungen für die roE
grmmierung von sndustrie gs ereitstehenF
8
RAM = Random Access Memory
9
ROM = Read Only Memory
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Ende der Leseprobe aus 92 Seiten
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Details
- Arbeit zitieren
- , 2006, Untersuchung des Einsatzes von Multiagentensystemen für die Steuerung des Materialflusses in der innerbetrieblichen Logistik, Hamburg, Bedey Media GmbH, https://www.diplom.de/document/228964
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