AutoPnP - Mit Plug&Play zum Robo-Butler

© Fraunhofer/Bernd Müller

Anfang der 90er Jahre musste ein Computerbesitzer noch über die Kenntnisse eines IT-Spezialisten verfügen, um am heimischen PC eine einfache Maus auszutauschen. Zahlreiche neue Treiber galt es dazu auf den Rechner zu übertragen. Heute ist „Plug&Play“ Standard: neue Peripheriegeräte unterschiedlicher Hersteller können ohne neue Einstellungen an den Computer angeschlossen werden.  

Was heute für den PC gilt, soll in Zukunft auch für Robotersysteme Anwendung finden. Sie sollen flexibel einsetzbar sein und möglichst schnell für die Produktion neuer Produkte umgerüstet werden können. Dazu verfügen heutige Serviceroboter oder Industrieroboter aber noch nicht über nötige Plug&Play-fähige Hard- und Software-Standards zum schnellen Austausch und zur Konfiguration funktionsbestimmender Komponenten.  

Plug&Play für robotische Systeme heißt deshalb das Ziel des Projekts AutoPnP, also die einfache, kostengünstige Integration verschiedener Hard- und Softwarekomponenten in bestehende Systeme, um Roboter an ihre neue Aufgabe anzupassen. Dazu soll eine offene Software-Infrastruktur entwickelt werden, in die neue Komponenten wie Prozessoren, Sensoren und Aktoren unkompliziert ebenso integriert werden können wie neue Software-Module. Außerdem geht es darum, dass mehrere Service-Roboter ihr Zusammenspiel, z.B. in einer Produktionsstraße, möglichst autonom organisieren sollen. Analog zur Informationstechnik, bei der eine sogenannte serviceorientierte Architektur (SOA) dazu dient, Dienste einheitlich zu beschreiben und wieder verwendbar zu machen, zielt AutoPnP auf die Entwicklung einer neuen Grundlage für eine standardisierte Beschreibung von Diensten, Komponenten und Schnittstellen in der Automatisierungstechnik. AutoPnP wird dazu prüfen, in wieweit SOA auch als Basis für eine auf Automatisierungssysteme angepasste Standardisierung geeignet ist.  

Die Interoperabilität einzelner Komponenten innerhalb derselben Hard- und Software-Infrastruktur und damit die Plug&Play-Fähigkeit soll in zwei Anwendungsszenarien prototypisch erprobt werden:  

In einem gewerblichen Szenario soll ein autonomer mobiler Roboter mit Plug&Play-Fähigkeiten als „elektronischer Butler“ fungieren. Er soll gewerblich genutzte Innenräume selbständig reinigen. Die Komponenten werden für unterschiedliche Aufgabenstellungen (z.B. Boden wischen oder staubsaugen) angepasst. Damit soll die direkte wirtschaftliche Verwertbarkeit eines solchen Plug&Play-fähigen Systems im Gegensatz zu Spezialrobotern unter Beweis gestellt werden.  

Im Szenario der „wandelbaren Fabrik“ werden mit Plug&Play zwei wesentliche Ziele in der Produktionsautomatisierung verfolgt: Plug&Play-fähige Service-Roboter sollen die Rüstzeiten (einschließlich Programmierung) bei der Umgestaltung der Produktion, im Vergleich zu bisherigen Verfahrensweisen, deutlich reduzieren. Außerdem sollen wandelbare Service-Roboter zu mehr Flexibilität in der Produktion beitragen: Je nach Konfiguration sollen Service-Roboter sowohl in der Serienfertigung als auch für Einzelfertigungen zur Erfüllung abweichender Kundenwünsche einsetzbar sein. In der Einzelfertigung wird bislang meist auf manuelle kostenintensive Fertigungsmethoden zurückgegriffen.  

Konsortialführer: DAI-Labor/ TU Berlin

Konsortialpartner: fortiss GmbH, Dussmann AG, Festo AG, Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Schunk GmbH

Projektergebnisse

Wege zur Anwendung

Die im Vorhaben adressierten Ziele sind auch von internationaler Bedeutung. Da es bisher kaum einen Zuliefermarkt für robotische Komponenten respektive eine nennenswerte Zulieferindustrie gibt, spielt der Breiteneffekt eine umso größere Rolle, da entsprechende Themen auch international (v .a. in Europa) angegangen werden. Die internationale Robotik-Industrie ist, wie auch in Deutschland, nach wie vor Lieferant von „Gesamtsystemen“. Das Projekt AutoPnP endet 2014.

Ansprechpartner AutoPnP

Projektleitung
DAI-Labor/ TU Berlin
Fakultät IV für Elektrotechnik und Informatik
Ernst-Reuter-Platz 7
10587 Berlin
Tel.: +49 (0)30 314-74000

Prof. Dr.-Ing. habil. Sahin Albayrak
Tel.: +49 (0)30 314-74001
E-Mail

Weiterführende Informationen

Weitere Informationen zum Projekt AutoPnP und seinen Ergebnissen finden Sie in den Leitfäden, hier insbesondere in

Band 1, Autonome und simulationsbasierte Systeme für den Mittelstand.