Digitale Plattform für die durchgängige modellgetriebene Automation anpassungsfähiger Intralogistikprozesse mit flexibler Integration von menschlichen Bearbeitern und Servicerobotern
Wissenschaftliche Leitung
Prof. Dr. Manfred Reichert
Ziele
- Übergeordnetes Ziel ist das Nutzbarmachen der in Arbeitspaket AP7 in Phase I entwickelten digitalen Plattform für die durchgängige, modellgetriebene Automation anpassungsfähiger Intralogistikprozesse. In Phase II sollen Erweiterungen dieser Plattform vorgenommen werden, um Nicht-IT-Experten bei der Bewertung, Auswahl, Umsetzung und Anpassung variabler Prozess- und Aufgabenausführungen bestmöglich unterstützen zu können.
- Domänenexperten sollen Intralogistikprozesse sowie deren Objekte, Ressourcen und Constraints auf mehreren Ebenen (z.B. Verhalten einzelner Logistikobjekte, Koordination einer Vielzahl verschiedener Objekte), unterstützt durch geeignete Softwarewerkzeuge der digitalen Prozessplattform, verständlich beschreiben, flexibel kombinieren, kontrolliert ausführen, durchgängig überwachen und kontinuierlich optimieren können. Dazu müssen die Softwarewerkzeuge in Phase II noch besser mit dem Vokabular der Intralogistik zugänglich sein sowie geeignete Abstraktionen geschaffen werden. Beispielsweise müssen Ressourcen, insbesondere Menschen und Serviceroboter, unter Berücksichtigung ihrer Fähigkeiten und Verfügbarkeit, nahtlos und mit prognostizierbarem Nutzen in Intralogistikprozesse eingebunden sowie bei Bedarf ganz oder teilweise ausgetauscht werden können.
- Die digitale Prozessplattform bietet konfigurierbare Funktionen zur Aufzeichnung der während der Prozessausführung auftretenden Ereignisse an. Die resultierenden Process Event Logs liefern, zusammen mit den Task Event Logs der aufgabenausführenden Ressourcen (z.B. Serviceroboter), wertvolle Daten für Online-Analysen und -Optimierungen der Intralogistikprozesse. In Phase II sollen Process Mining Algorithmen für die Online-Analyse dieser Event Logs direkt in die digitale Prozessplattform integriert werden, mit dem Ziel einer kontinuierlichen datengetriebenen Prozessoptimierung.
- Es wird eine enge Integration der digitalen Prozessplattform mit den Konzepten, Methoden und Werkzeugen der anderen Arbeitspakete angestrebt.
Ansatz
- Das Konzept objektzentrierter Prozesse (engl. object-aware processes), entwickelt am Institut für Datenbanken und Informationssysteme der UUlm, bildet die methodische Grundlage für die Digitalisierung von Prozessen, Objekten und Ressourcen in der Intralogistik. Um die Vielfalt und Dynamik dieser Artefakte zu beherrschen, werden diese auf unterschiedlicher Abstraktionsebene modelliert. So wird das Verhalten einzelner Logistikobjekte durch Lebenszyklusprozesse beschrieben. Mehrere solcher datengetriebenen Lebenzyklusprozesse wiederum können dynamisch zu einem Intralogistikprozess zusammengefügt werden. Abhängig vom Anwendungskontext sowie den involvierten Objekten und Ressourcen, stellt sich die resultierende Prozessstruktur jeweils anders dar. Ihre Ausführung übernimmt ein Koordinationsprozess, unter Beachtung aller semantischen Objektabhängigkeiten.
- Das von der UUlm realisiert Konzept varianter Prozesse ermöglicht es, eine für den gegebenen Anwendungskontext jeweils passende Prozessvariante zu konfigurieren und bei Bedarf während der Prozessausführung zu adaptieren.
- Ebenfalls wichtig ist das Konzept der dynamischen Adaptivität laufender Prozesse. Hierfür wurde ein generischer Ansatz für Ad-hoc-Adaptionen realisiert, der als Fundament für die flexible Ausführung von Intralogistikprozessen und die flexible Handhabung von Ausnahmen während der Prozess- und Aufgabenausführung dient (vgl. AP10 und AP11). Dies erfordert eine enge Integration mit den hierfür eingesetzten Ressourcen, die das von der UUlm entwickelte Konzept zur flexiblen Ressourcenintegration bietet. Insbesondere können Menschen, Softwaresysteme, Maschinen und Serviceroboter auf hoher semantischer Ebene, basierend auf Digitalen Datenblättern (vgl. AP10), in die Prozessausführung eingebunden werden.
