Development of an Experimental Environment to Study the Challenges in Cyber-Physical Intralogistics Systems

Abstract

Der Trend zu heterogenen, dezentralen Systemen in der Intralogistik erfordert ein Konzept zur Beschreibung und Virtualisierung von Assets, um deren Interaktion zu ermöglichen. Das mehrschichtige Konzept der Cyber-Physical Intralogistics Systems wird eingeführt. Die Systembeschreibung (Descriptive Layer) definiert die Struktur der digitalen Zwillinge und der Kommunikation (Virtual Layer) von physischen (Roboter, Peripherie) und logischen Assets (Steuerungssysteme, Simulationen). Zur Umsetzung dieses Konzepts wurde am Institut für Fördertechnik und Logistiksysteme des Karlsruher Instituts für Technologie eine Versuchsumgebung entwickelt. Sie besteht aus physischen Komponenten, wie den Modellen mobiler Roboter oder Manipulatoren, und anderen intralogistischen Komponenten, wie Regalen und Ladestationen. Ergänzt wird die Umgebung durch Simulationen und Steuerungssoftware. In dieser Umgebung sollen Anwendungsfälle für CPIS implementiert und getestet werden. Durch die leicht zugänglichen Hardwarekomponenten und die mögliche Skalierung der Systeme in der Simulation können Implementierungszyklen verkürzt und Ergebnisse schnell erzielt werden, ohne dass eine reales Intralogistiksystem benötigt wird. CPIS können zur Initialisierung eines automatisierten Ladevorgangs oder zum Austausch von Positionsdaten aufgenommen durch Systemteilnehmer genutzt werden. Das primäre Ziel ist es, ein modulares System zu ermöglichen, neue Teilnehmer durch Plug-and-Play hinzuzufügen und Systeme wandelbar zu machen.