Hintergrund
Die Programmierung von Robotern und CNC-Maschinen wird bereits heute durch Simulationsumgebungen unterstützt. Die Simulationen verhalten sich hinsichtlich Schnittstellen, Parametern und Betriebsarten wie die realen Komponenten. Somit werden realistische Test- und Inbetriebnahmesituationen nachgestellt. Durch die virtuelle Inbetriebnahme kann ein Zeitvorteil vom Start der Entwicklung bis zum Betrieb einer Maschine und Anlage erreicht werden, indem große Teile der Steuerungsprogrammierung nach vorne gezogen werden. Der zeitliche Entwicklungsaufwand an sich wird jedoch nicht verkürzt.
Problemstellung
Reinforcement Learning hat in vielen, zumeist noch nichtkommerziellen, Bereichen beeindruckende Ergebnisse erzielt. Ein entscheidender Faktor spielt dabei die Lernumgebung innerhalb derer der Agent interagieren kann. Für industrielle Anwendungen (Maschinen, Anlagen und Roboter) scheidet das reale System aufgrund der Fehler aus, welcher der Agent für ein erfolgreiches Lernen unweigerlich macht. Diese Fehler sind kostenintensiv und z.T. gefährlich für das System. Stattdessen müssen künstliche Umgebungen geschaffen werden. Im Zuge der Virtualisierung des Engineerings ist eine solche künstliche Lernumgebung jedoch ohne großen Mehraufwand möglich. Hardware-in-the-Loop (HiL) Simulationen sind Stand der Technik, wenn es um die Virtuelle Inbetriebnahme geht. Dabei wird die reale Steuerung in Verbindung mit einer virtuellen Maschine oder Anlage entwickelt, validiert und getestet. Am ISW wird der Ansatz verfolgt genau diese HiL Simulationsmodelle als Lernumgebung für eine kognitive Steuerung zu verwenden.
Zielsetzung
Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer neuartigen, automatisierten Steuerungsprogrammierung mithilfe von Maschinellem Lernen: KI-Steuerung. Die Idee ist es, erstmals die Simulationsumgebung zur automatischen Steuerungsentwicklung und Optimierung zu verwenden. Dadurch wird der Software-Entwicklungsprozess massiv verkürzt und die Investitionskosten für ein Umstellen auf eine Produktvariante deutlich reduziert.