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Vermeidung von Deadlocks im Kontext flexibler Robotik und Cyber-Physical Systems
Typ:

Studien-/ Diplom- oder Masterarbeit

Links:
Betreuer:

Dipl.-Wirt.-Ing. Julius Pfrommer

Status:

abgeschlossen

Abgabedatum:

Juni 2014

Hintergrund

Die Gruppe Leitsysteme und Anlagenmodellierung in der Abteilung Informationsmanagement und Leittechnik (ILT) am Fraunhofer IOSB beschäftigt sich mit der Modellierung und Steuerung von Produktionsanlagen in der herstellenden Industrie.

Im Zuge aktueller Forschung an Cyber-Physical Systems in der Produktion werden am Fraunhofer IOSB hochflexible Fertigungsanlagen der Zukunft entwickelt. Diese können kurzfristig auf veränderte Bedingungen (Auftragslage, Ausfall von Maschinen, ...) reagieren. Produktionsprozesse sind demnach nicht mehr fest vordefiniert. Stattdessen wird ausgehend von den Fähigkeiten von Anlagenkomponenten die „Route“ einzelner Produkte innerhalb der Anlage individuell generiert und bleibt auch noch zur Laufzeit veränderlich.

Soll diese Planung nicht nur für ein einzelnes Produkt, sondern für viele parallel ablaufende Vorgänge geschehen, erhöht sich der Planungsaufwand erheblich. Ein Ansatz ist es Teilprobleme getrennt zu lösen und mit überschaubaren Leistungseinbußen in eine Gesamtlösung zu integrieren. Es ist dabei zu vermeiden, dass durch emergent entstehendes Verhalten des Gesamtsystems Deadlocks (Verklemmungen) ausgelöst werden. Diese können nur durch einen externen Eingriff behoben werden und würden den Produktionsbetrieb erheblich stören. In der Analyse des Verhaltens flexibler Produktionsanlagen ist ein grundlegendes Problem die Explosion der Anzahl möglicher Systemzustände (bis über 10^100 in praktischen Anwendungen). Hier stehen Methoden aus der Symbolischen Modellprüfung zur Verfügung um auch ohne Enumeration einzelner Zustände formale Aussagen über das Gesamtsystem zu treffen.

Aufgabenstellung

Im Zuge dieser Arbeit soll ein existierendes Verfahren zur Symbolischen Modellprüfung implementiert und auf ein praxisnahes Beispiel angewendet werden. Der zu entwickelnde Klassifikator unterscheidet zwischen ungefährlichen Zuständen eines Produktionssystems und Solchen, die unweigerlich zu einem ungewünschten Verhalten (Verklemmung) führen.

Wir bieten

... die Möglichkeit einer interessanten und praxisrelevanten Abschlussarbeit mit intensiver Betreuung, eine moderne Hardware- und Softwareausstattung sowie eine angenehme Arbeitsatmosphäre in einem kreativen Team von jungen Mitarbeitern.

Voraussetzungen

Das Angebot richtet sich Studenten der Informatik, Elektrotechnik, Regelungstechnik, Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen/-Informatik oder verwandte Studiengänge. Gesucht werden

  • Bereitschaft sich in neue Themengebiete einzuarbeiten und Freude am Einbringen eigener Ideen
  • Ausgeprägte analytische Fähigkeiten
  • Praktische Programmiererfahrung

Ansprechpartner

Dipl.-Wirt.-Ing. Julius Pfrommer
KIT, Lehrstuhl für Interaktive Echtzeitsysteme
Adenauerring 4, 76131 Karlsruhe
E-Mail: julius.pfrommer@kit.edu
Tel.: 0721 6091-286