Inhaltsverzeichnis. Teil I Herausforderungen in der Intralogistik... 1

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1 Inhaltsverzeichnis Teil I Herausforderungen in der Intralogistik Individualisierung als logistisch-technisches Prinzip Michael ten Hompel 1.1 Individualisierung als Gestaltungsprinzip Paradoxien der Informationslogistik Individualisierung als Ziel und als Ausweg Neue Anforderungen für die Logistik des 21. Jahrhunderts Christoph Hahn-Woernle 2.1 Globalisierung verändert Ansprüche Herausforderungen für die Logistik Intralogistik kann Logistikprobleme lösen Innovationspotenziale der Intralogistik Umkehrung der Warenströme Demografischer Wandel erfordert Automatisierung Automatisierung erfordert Standardisierung Flexibilität durch Modularität Materialf lusssteuerung heute und ihre Defizite Clemens Nieke 3.1 Materialf lusssteuerung heute Grenzen heutiger Systeme Entwicklungen in der Automatisierungstechnik Jürgen Elger und Carolin Haußner 4.1 Entwicklung der Automatisierungstechnik Bildung mechatronischer Module Konvergenz der Kommunikationstechnik Neuartige Kommunikationsmöglichkeiten Zusammenfassung vii

2 viii Inhaltsverzeichnis 5 Software-Methoden für die Automatisierung Sascha Feldhorst und Sergey Libert 5.1 Software in der Automatisierung Anforderungen an neue Software-Methoden Verteilte Automatisierung nach IEC Serviceorientierte Architekturen Software-Agenten und Agentensysteme Fazit Literatur Teil II Das Internet der Dinge Die Vision vom Internet der Dinge Willibald A. Günthner, Razvan Chisu und Florian Kuzmany 6.1 Einleitung Das Internet als Vorbild Paradigmenwechsel in der Intralogistik Ausblick Echtzeitanforderungen der Materialf lusssteuerung Sergey Libert und Moritz Roidl 7.1 Echtzeitanforderungen auf der Systemebene Echtzeitanforderungen auf der Komponentenebene Aspekte von Echtzeitanforderungen in multiagentengesteuerten Materialf lusssystemen Die Bausteine des Internet der Dinge Florian Kuzmany, Artur Luft und Razvan Chisu 8.1 Motivation und Anforderungen Die Bausteine des Internet der Dinge Transporteinheiten Module Softwaredienste Standardisierung und Anpassbarkeit Fähigkeiten der Entitäten Funktionsklassen für Module Verzweigung-/Zusammenführung Stetigförderer und Schienen Unstetig förderer Arbeitsstation Beispiel: Gestaltung eines Verzweigungsmoduls Aufbau Betriebsablauf Fazit

3 Inhaltsverzeichnis ix 9 Kooperation und Autonomie in selbststeuernden Systemen Moritz Roidl 9.1 Grundlagen von Agentensystemen Agententypen Relevante Eigenschaften von Agenten Die Umwelt von Agenten Multiagentensysteme Kooperation Kommunikation Blackboard Message-Passing Kommunikationsschichtenmodell Eine Ontologie für das Internet der Dinge Sergey Libert, Razvan Chisu und Konstantin Keutner 10.1 Einleitung Entwicklung einer Kommunikationsontologie Ontologiebeschreibung Kommunikationsmodell Validierung Akteure Kommunikationsszenario Zusammenfassung Softwarearchitektur für eine agentenbasierte Materialflusssteuerung Sergey Libert, Razvan Chisu und Artur Luft 11.1 Anforderungen Bisherige Architekturmodelle für die Materialflusssteuerung Agentenbasierte Materialflusssteuerung Referenzarchitekturen für Multiagentensysteme Abstraktes Architekturmodell für das Internet der Dinge Modellierung der Steuerungsagenten Echtzeitsteuerung von Modulagenten Fazit Rechenplattformen und RFID für das Internet der Dinge Andreas Nettsträter und Florian Kuzmany 12.1 Übersicht über die Steuerungshardware Anforderungen Architektur Fazit Einsatz von RFID Frequenzbereiche

4 x Inhaltsverzeichnis Einsatz im Internet der Dinge Fazit Strategien für die dezentrale agentenbasierte Steuerung von Materialf lusssystemen Michael Hofmeister, Georg Baier und Manfred Gärtner 13.1 Einführung Lokalisierung von Agenten in der Anlage Der Zustandsraum für Agentensysteme Topologiespezifische Ausprägung strategischer Aspekte am Beispiel zweier Anlagentypen Automatisches Kommissionierlager: Paarbildung, Sequenzbildung, Sortieren Flughafen-Gepäckförderanlage: Routing steht im Vordergrund Routingverfahren Topologische Information Dynamische schnellste Wege Lastabhängiges strategisches Routing Zusammenfassung Konfiguration und Überwachung einer verteilten Materialf lusssteuerung Razvan Chisu, Florian Kuzmany und Willibald A. Günthner 14.1 Motivation Systemkonfiguration Systemüberwachung und -visualisierung Allgemeingültigkeit durch regelbasierte Visualisierung Nachverfolgbarkeit und Historien Statistiken Zusammenfassung Simulation und Emulation im Internet der Dinge Damian Daniluk und Razvan Chisu 15.1 Simulation Begriff und Anwendung Durchführung einer Simulationsstudie Vor- und Nachteile der Simulation Emulation Begriff und Anwendung Werkzeuge zur Materialf lusssimulation Simulation im Internet der Dinge Emulation im Internet der Dinge Einsatz eines gängigen Materialflusssimulators Agentenbasierter Emulationsbaukasten Emulation in den Lebenszyklusphasen Literatur

5 Inhaltsverzeichnis xi Teil III Der neue Logistik-Lebenszyklus Der Lebenszyklus heutiger Materialf lusssysteme eine Übersicht Carolin Haußner, Jürgen Elger und Florian Kuzmany 16.1 Lebenszyklus eines Materialflusssystems Planungsphase Realisierungsphase Inbetriebnahme/Hochlaufphase Betrieb Erweiterung/Modernisierung Dezentrale Automatisierungssysteme eine Herleitung Referenzmodell-Methode Zusammenfassung Die Erstellung eines Baukastens für das Internet der Dinge Clemens Nieke und Martin Henk 17.1 Baukasten für Entitäten Basisinformationen einer Entität Additive Komponenten eines Baukastens Aggregationen Anpassung der Tools Der Lebenszyklus eines Internet der Dinge Materialf lusssystems: Planung Clemens Nieke und Martin Henk 18.1 Qualif izierung Spezif izieren bei vorgegebener Lösung Spezif izieren bei nicht vorgegebener Lösung Simulation Interne Kalkulation Koordinierung der Zulieferer Projektierung der Steuerungstechnik Projektierung der IT Terminplanung des Projekts Der Lebenszyklus eines Internet der Dinge Materialf lusssystems: Realisierung Clemens Nieke und Martin Henk 19.1 Detailstudie Feinplanung und Pf lichtenheft Konf iguration/customizing Programmierung Neue mechatronische Entität bzw. neues Modul Softwaretechnischer Dienst Visualisierung Sicherheitskreise

6 xii Inhaltsverzeichnis 19.5 Herstellung einer mechatronischen Entität bzw. eines Moduls Inhouse-Test Dokumentation Montage Der Lebenszyklus eines Internet der Dinge Materialf lusssystems: Inbetriebnahme und Hochlauf Andreas Trautmann und Alfred Lanfer 20.1 Referenzanlage Phasen der konventionellen Inbetriebnahme Inkrementelle Inbetriebsetzung im Internet der Dinge Technische Voraussetzungen Standardisierte Laufzeitumgebung und Infrastruktur Wiederverwendbare Komponenten Diagnosemöglichkeiten und Monitoring Testen und Emulation Fazit Der Lebenszyklus eines Internet der Dinge Materialf lusssystems: Betrieb Jan R. Nopper 21.1 Überblick über Vorteile selbstorganisierter Materialf lusssysteme im Lebenszyklus Logistische Leistungsfähigkeit Quantifizierung und Bewertung der F lexibilität von Materialf lusssystemen Robustheit Datenverfügbarkeit und zusätzliche Dienstleistungen Fazit Der Lebenszyklus eines Internet der Dinge Materialflusssystems: Umbau und Modernisierung Alfred Lanfer und Andreas Trautmann 22.1 Erwartete Vorteile Anforderungen an den Umbau Voraussetzungen und Checkliste zur Vorbereitung Ist-Aufnahme Soll-Anforderungen Prozessführung Layout Sicherheitsanforderungen Agentifizierung Umbau einer Referenzanlage Technische Umsetzung Erfahrungsbericht

7 Inhaltsverzeichnis xiii 22.7 Begleitende Dokumentation Fazit Zusammenfassung und Fazit: Das Internet der Dinge als neues Vorgehensmodell Carolin Haußner, Jürgen Elger und Andreas Trautmann 23.1 Grundlagen und technische Aspekte Engineering und Betrieb Der Faktor Mensch und Qualifikation Gewerkeübergreifendes Arbeiten und vertikale Kompetenzen Fazit Literatur Teil IV Die Anwendung Realisierung einer agentenbasierten Steuerung für Elektrohängebahnsysteme Razvan Chisu, Florian Kuzmany und Willibald A. Günthner 24.1 Definition und Einsatz von Elektronhängebahnanlagen Versuchsanlage des Lehrstuhls fml an der TU München Aufgaben- und Szenarienbeschreibung Modularisierung und Steuerungsarchitektur Funktionsweise Fazit Chancen und Herausforderungen von dezentral gesteuerten Flughafen-Gepäckförderanlagen Jürgen Elger, Carolin Haußner, Michael Hofmeister und Georg Baier 25.1 Allgemeines Aufgaben und Funktionsbereiche von Gepäckförderanlagen Typische/Domänenspezifische Anforderungen für Gepäckförderanlagen Identifikationskonzepte Dezentrale Gepäckförderanlage Vorabentwicklung mechatronischer Module Engineering dezentraler Anlagen Umbauten Gepäcktransport in dezentralen Systemen Konzepte zur Betriebsführung Simulation als Werkzeug Strategisches Routingverfahren Eigensimulation Ergebnis und Herausforderungen Migrationskonzept Zusammenfassung

8 xiv Inhaltsverzeichnis 26 Ein dezentral gesteuertes Kommissionierlager Dirk Gehlich, Artur Luft und Sergey Libert 26.1 Einleitung Moderne Kommissionierlager Referenzanlage Konzeptionelle Lösungen RFID-Einsatz Konzept einer agentenbasierten Steuerung Integration der Steuerung Fazit Agentenbasierte Staplerleitsysteme Stanislav Göhring und Thomas Lorenz 27.1 Einleitung Definition und Einsatz von Staplerleitsystemen Agentenbasierte Staplerleitsysteme Moderne Software-Architektur Operative Funktionen eines asls Exkurs: Zusammenführung mit IdentProLog Fazit Hochf lexible, RFID-gesteuerte Handhabung von Stückgut Walter Schaaf und Razvan Chisu 28.1 Anlagenkomponenten und Teilsysteme Anforderungen an die Greiftechnik für das Internet der Dinge Systemkonzept der Greiftechnik für RFID-basierten Materialfluss Kombination von Greifprinzipien Konzeption eines Greifers für das Szenario Depalettierroboter Realisierte Anlage für das Szenario Depalettierroboter Greifer RFID-System Erprobung des Szenarios Folgerungen und Erkenntnisse Literatur Teil V Internet der Dinge - Eine Vision wird Wirklichkeit Fazit Willibald A. Günthner Sachverzeichnis