Verfahren zur rechnergestützten Erzeugung von digitalen Eingabedaten für ein Planungsprogramm

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur rechnergestützten Erzeugung von digitalen Eingabedaten für ein Planungsprogramm. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur rechnergestützten Steuerung eines Produktionsprozesses .

Außerdem betrifft die Erfindung ein Computerprogramm bzw. ein Computerprogrammprodukt.

Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Produktionsplanung sowie einer darauf basierenden rechnergestützten Steuerung eines Produktionsprozesses zum Produzieren eines aus mehreren Teilprodukten zusammengesetzten Produkts in einem Produktionssystem.

Um Produktionssysteme flexibel für die Herstellung unter ^¬ schiedlicher Produkte einzusetzen, sind aus dem Stand der Technik rechnergestützte Planungsprogramme (auch als Planer bezeichnet) bekannt, die bei Inbetriebnahme des Produktions ^¬ systems ausgeführt werden. Basierend auf entsprechenden Ein ^¬ gabedaten, welche u. a. das herzustellende Produkt und das Produktionssystem charakterisieren, wird durch das Planungs- programm ein Produktionsplan erzeugt, der die einzelnen erforderlichen Produktionsschritte sowie benötigten Ausgangs ^¬ produkte und daraus resultierenden Zwischenprodukte spezifi ^¬ ziert. Durch Ausführung des Produktionsplans wird dann das entsprechende Produkt im Produktionssystem hergestellt.

Im Stand der Technik werden rechnergestützte Planer beschrie ^¬ ben, die auf Ontologien zugreifen, welche das Wissen über das herzustellende Produkt bzw. dessen Teilprodukte und das hier- für verwendete Produktionssystem repräsentieren. Dabei kann der Planer über sog. Reasoning ( Schlussfolgern) weiteres Wissen aus der Ontologie ableiten. Die derzeitigen Ansätze zur rechnergestützten Planung eines Produktionsprozesses unter Verwendung von Ontologien sind sehr komplex und erfordern einen sehr großen Rechenaufwand, so dass diese Technologie derzeit nur für einfach aufgebaute Produktionsaufgaben eingesetzt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur rechnergestützten Erzeugung von digitalen Eingabedaten für ein Planungsprogramm zu schaffen, so dass durch das Planungsprogramm auch komplexe Produktionsprozesse gesteuert werden kön- nen.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche ge ^¬ löst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert .

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur rechnergestützten Erzeugung von digitalen Eingabedaten für ein Planungsprogramm zum Planen eines Produktionsprozesses zum Produzieren eines aus mehreren vorgegebenen Teilprodukten zusammengesetzten Produkts in einem vorgegebenen Produktionssystem aus mehreren vorgegebenen technischen Komponenten, welche am Produktionsprozess beteiligt sind. Hier und im Folgenden ist der Begriff des Produzieren eines Produkts weit zu verstehen. Es kann sich hierbei z.B. um die Fertigung bzw. den Zusammenbau eines Produkts handeln. Ferner kann es sich auch um die Herstellung eines Produkts über verschiedene chemische Prozesse handeln. Die am Produktionsprozess beteiligten technischen Komponenten sind solche Geräte, welche zur Durchführung des Produktions ^¬ prozesses benötigt werden. Insbesondere handelt es sich um Aktoren, wie z.B. Roboter oder robotische Einheiten, sowie ggf. auch um Sensoren, die den Produktionsprozess überwachen. Im erfindungsgemäßen Verfahren ist zumindest eine Ontologie in digitaler Form bereitgestellt, wobei die Generierung der Ontologie selbst nicht Bestandteil des Verfahrens ist. Die Ontologie enthält allgemeines Produktionswissen, systemspezi- fisches Wissen und produktspezifisches Wissen. Das allgemeine Produktionswissen ist für mehrere unterschiedliche Produkti ^¬ onsprozesse verwendbar. Das systemspezifische Wissen ist für die vorgegebenen technischen Komponenten des vorgegebenen Produktionssystems spezifisch. Demgegenüber ist das produkt- spezifische Wissen für die vorgegebenen Teilprodukte des zu produzierenden Produkts spezifisch.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die digitalen Eingabedaten für das Planungsprogramm unter Verwendung eines Reasoners generiert, d. h. basierend auf Inferenz in der Form von rechnergestütztem Schlussfolgern . Der Reasoner ermittelt aus der zumindest einen Ontologie erlaubte Konfigurationen, welche Bestandteil der digitalen Eingabedaten sind. Eine je ^¬ weilige erlaubte Konfiguration umfasst eine im Produktions- prozess mögliche Kombination aus zumindest einem Teilprodukt und zumindest einer technischen Komponente, welche mit dem zumindest einen Teilprodukt wechselwirkt, sowie zumindest ein dieser Kombination zugeordnetes Attribut. Ein Attribut ist dabei ein bestimmtes Merkmal in Bezug auf die betrachtete Kombination aus Teilprodukt bzw. Teilprodukten und technischer Komponente bzw. technischen Komponenten.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass in einem Vorverarbeitungsschritt vor der eigentlichen Planung eines Produktionsprozesses Informationen über erlaub ^¬ te Konfigurationen abgeleitet werden, wodurch der Suchraum für den rechnergestützten Planer, der anschließend die Eingabedaten verarbeitet, wesentlich verkleinert wird. Auf diese Weise wird die Planung eines Produktionsprozesses bei Inbe- triebnahme des Produktionssystems deutlich verkürzt. Darüber hinaus können aufgrund der vorgeschalteten Ermittlung von erlaubten Konfigurationen auch größere Planungsprobleme durch den rechnergestützten Planer effizient geplant werden und so- mit auch komplexe Produktionsprozesse geeignet gesteuert wer ^¬ den. Die Erfindung hat ferner den Vorteil, dass durch eine geeignete Strukturierung der Ontologie in allgemeines, sys ^¬ temspezifisches und produktspezifisches Wissen die Erzeugung der digitalen Eingabedaten einfach und effizient durchgeführt werden kann.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die zumindest eine Ontologie eine OWL-Ontologie . Eine solche On- tologie beruht auf der bekannten Ontologiesprache OWL (Web

Ontology Language) . Bei dieser Sprache handelt es sich um ei ^¬ ne Spezifikation des W3C-Konsortiums .

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform wer- den mittels des obigen Reasoners nicht nur die erlaubten Kon ^¬ figurationen abgeleitet. Vielmehr werden für zumindest einen Teil der erlaubten Konfigurationen zusätzlich weitere Fakten zu der jeweiligen erlaubten Konfiguration durch Schlussfol- gern ermittelt. Auf diese Weise enthalten die Eingabedaten für das Planungsprogramm mehr vorab generiertes Wissen, so dass die rechnergestützte Planung noch effizienter durchge ^¬ führt werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah- rens werden im Rahmen der Generierung der digitalen Eingabedaten sowohl eine Planungs-Domänen-Beschreibung als auch eine Planungs-Problem-Beschreibung erzeugt. Mit anderen Worten enthalten die digitalen Eingabedaten eine Planungs-Domänen- Beschreibung und eine Planungs-Problem-Beschreibung. Die Pla- nungs-Domänen-Beschreibung beschreibt im vorgegebenen Produktionssystem ausführbare Aktionen, wohingegen die Planungs- Problem-Beschreibung die erlaubten Konfigurationen und ggf. weitere Fakten zu diesen Konfigurationen enthält. Eine jewei ^¬ lige ausführbare Aktion in der obigen Planungs-Domänen- Beschreibung umfasst vorzugsweise einen Satz von einer oder mehreren Vorbedingungen für die Ausführung der jeweiligen Aktion sowie einen Satz von einem oder mehreren Effekten, welche aus der Ausführung der jeweiligen Aktion resultieren. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform basieren die Eingabedaten für das Planungsprogramm auf der an sich bekannten PDDL-Sprache (PDDL = Planning Domain Description Langua- ge) . Diese Sprache kann von einer Vielzahl von rechnerge ^¬ stützten Planern verarbeitet werden.

Neben dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur rechnergestützten Erzeugung von digita- len Eingabedaten für ein Planungsprogramm zum Planen eines

Produktionsprozesses zum Produzieren eines aus mehreren vor ^¬ gegebenen Teilprodukten zusammengesetzten Produkts in einem vorgegebenen Produktionssystem aus mehreren vorgegebenen technischen Komponenten, welche am Produktionsprozess betei- ligt sind. Die Vorrichtung umfasst zumindest eine Ontologie in digitaler Form, welche allgemeines Produktionswissen, systemspezifisches Wissen und produktspezifisches Wissen ent ^¬ hält. Das allgemeine Produktionswissen ist für mehrere unter ^¬ schiedlichen Produktionssysteme verwendbar. Das systemspezi- fische Wissen ist für die vorgegebenen technischen Komponenten des vorgegebenen Produktionssystems spezifisch. Das pro ^¬ duktspezifische Wissen ist für die vorgegebenen Teilprodukte spezifisch . Die Vorrichtung umfasst ferner ein Mittel zur Generierung der digitalen Eingabedaten für das Planungsprogramm unter Verwendung eines Reasoners, wobei der Reasoner aus der zumindest einen Ontologie erlaubte Konfigurationen ermittelt, welche Bestandteil der digitalen Eingabedaten sind. Eine jeweilige erlaubte Konfiguration umfasst eine im Produktionsprozess mögliche Kombination aus zumindest einem Teilprodukt und zu ^¬ mindest einer technischen Komponente, welche mit dem zumin ^¬ dest einen Teilprodukt wechselwirkt, sowie ein der Kombinati ^¬ on zugeordnetes Attribut.

Die soeben beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung ist vor ^¬ zugsweise zur Durchführung einer oder mehrerer bevorzugter Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur rechnergestützten Steuerung eines Produktionsprozesses zum Produ ^¬ zieren eines aus mehreren vorgegebenen Teilprodukten zusam- mengesetzten Produkts in einem vorgegebenen Produktionssystem aus mehreren vorgegebenen technischen Komponenten, welche am Produktionsprozess beteiligt sind.

Im Rahmen dieses Verfahrens werden vor Inbetriebnahme des vorgegebenen Produktionssystems Eingabedaten für ein Planungsprogramm mit dem oben beschriebenen Verfahren zur rechnergestützten Erzeugung von digitalen Eingabedaten generiert.

Anschließend wird bei Inbetriebnahme des vorgegebenen Produk- tionssystems das Planungsprogramm unter Verwendung der Eingabedaten und einer Anfangskonfiguration des vorgegebenen Produktionssystems ausgeführt, wodurch ein Produktionsplan erhalten wird, mit dem anschließend der Produktionsprozess im vorgegebenen Produktionssystem ausgeführt wird.

Der obige Begriff der Anfangskonfiguration stellt den aktuellen Zustand des Produktionssystems mit den vorhandenen Teil ^¬ produkten und technischen Komponenten dar. Der Begriff der Anfangskonfiguration ist dabei zu unterscheiden von den oben definierten erlaubten Konfigurationen. Die Anfangskonfiguration umfasst u.a. die Positionen und Orientierungen von Teilprodukten sowie die Belegung von technischen Komponenten mit Teilprodukten . Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur rechnergestützten Steuerung eines Produktionsprozesses zum Produzieren eines aus mehreren Teilprodukten zusammengesetzten Produkts in einem vorgegebenen Produktionssystem aus mehreren vorgegebenen technischen Komponenten, welche am Produk- tionssystem beteiligt sind. Die Vorrichtung umfasst ein Pla ^¬ nungsprogramm sowie die oben beschriebene Vorrichtung zur rechnergestützten Erzeugung von digitalen Eingabedaten für das Planungsprogramm. Dabei sind das Planungsprogramm und die Vorrichtung zur rechnergestützten Erzeugung von digitalen Eingabedaten zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens zur rechnergestützten Steuerung eines Produktionsprozesses eingerichtet.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur rechnergestützten Erzeugung von digitalen Eingabedaten oder zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur rechnergestützten Steuerung eines Produktionsprozesses bzw. bevorzugter Varianten dieser Verfahren, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird.

Die Erfindung umfasst ferner ein Computerprogrammprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur rechnergestützten Erzeugung von digitalen Eingabedaten oder zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur rechnergestützten Steuerung eines Produktionsprozesses bzw. bevorzugter Varianten dieser Verfahren, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung, welche die Durchfüh- rung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verdeutlicht;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer im Verfah

der Fig. 1 verwendeten Ontologie; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung, welche die Ableitung von neuen Fakten aus erlaubten Konfigurationen im

Rahmen einer Ausführungsform der Erfindung verdeut- licht . Nachfolgend wird eine Variante des erfindungsgemäßen Verfah ^¬ rens erläutert. Dabei wird zur Verdeutlichung bestimmter Verfahrensschritte auf ein Verfahren zur Herstellung eines

Spielzeugfahrzeugs verwiesen, bei dem in einer Folge von Ver ^¬ fahrensschritten die vier Räder des Spielzeugfahrzeugs paarweise an zwei Achsen angebaut werden und anschließend die je ^¬ weiligen Achsen mit den angebauten Rädern in die Karosserie des Spielzeugfahrzeugs eingesetzt werden.

Das in Fig. 1 gezeigte Verfahren setzt sich aus einer Offline-Phase und einer Online-Phase zusammen. Die Offline-Phase wird vor der Inbetriebnahme des Produktionssystems zum Zusam ^¬ menbau des Spielzeugfahrzeugs durchgeführt und endet mit der Erzeugung geeigneter Eingabedaten für ein rechnergestütztes Planungsprogramm. In der Online-Phase, welche mit der Inbe ^¬ triebnahme des Produktionssystems beginnt, wird das rechner ^¬ gestützte Planungsprogramm basierend auf den zuvor generierten Eingabedaten unter Berücksichtigung der aktuellen Konfi- guration des Produktionssystems ausgeführt. Der hierdurch ge ^¬ nerierte Plan wird anschließend bei der Produktion der Spiel ^¬ zeugfahrzeuge verwendet, um dessen Zusammenbau geeignet zu steuern . Ausgangspunkt des Verfahrens der Fig. 1 ist eine Ontologie

ON, in der semantisches Wissen über das Produktionssystem und das herzustellende Produkt in der Form von digitalen Daten gespeichert ist. Das semantische Wissen kann beispielsweise basierend auf der bereits oben erwähnten Ontologie-Sprache OWL abgelegt sein.

Fig. 2 zeigt schematisiert den Aufbau der Ontologie ON der Fig. 1. Die Ontologie stellt eine Eingangsgröße des hier be ^¬ schriebenen Verfahrens dar und wurde vorab unter Verwendung von Expertenwissen generiert. Die Generierung der Ontologie ist somit nicht Bestandteil des hier beschriebenen Verfah ^¬ rens . Die Ontologie ist in drei Schichten aufgeteilt, nämlich eine Schicht BK, welche allgemeines Produktionswissen spezifiziert (BK = Background Knowledge) , eine Schicht ES, welches system ^¬ spezifisches Wissen über das Produktionssystem spezifiziert (ES = Equipment Specific) , sowie eine Schicht PS, welche pro ^¬ duktspezifisches Wissen über die im Rahmen der Herstellung des Produkts verwendeten Teilprodukte spezifiziert (PS = Pro- duct Specific) . Das allgemeine Produktionswissen gemäß der Schicht BK stellt dabei Domänenwissen über die Art des Pro- duktionsprozesses dar. Eine Domäne repräsentiert die Produk ^¬ tionssparte, welche das betrachtete Produktionssystem be ^¬ trifft. Die Produktionssparten können auf unterschiedliche Weise kategorisiert werden. Beispielsweise können die Produk ^¬ tionssparten in Prozessautomatisierung und Fabrikautomatisie- rung und auch noch in weitere Unterkategorien eingeteilt werden .

In dem Diagramm der Fig. 2 sind die drei Schichten BK, ES und PS über horizontale gestrichelte Linien voneinander getrennt. Zur Veranschaulichung ist rein schematisch das Wissen in der Ontologie über Knoten in der Form von Rechtecken und dazwischen angeordneten Pfeilen angedeutet. Die tatsächliche Onto ^¬ logie enthält dabei eine wesentlich größere Anzahl an Knoten und dazwischen liegenden Pfeilen. Die Pfeile geben Abhängig- keiten zwischen den Knoten wieder. Die einzelnen Knoten stellen verschiedene Merkmale dar. Unter anderem umfassen die Knoten technische Komponenten CO im Produktionssystem, die bei der Herstellung des Produktes verwendet werden, sowie auch Teilprodukte TP, die am betrachteten Produktionsprozess beteiligt sind. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind nur einige der Knoten mit den Bezugszeichen CO und TP versehen. Die technischen Komponenten sind u. a robotische Einheiten im Produktionssystem und Teilprodukte sind sowohl Ausgangspro ^¬ dukte als auch im Produktionsprozess entstehende Zwischenpro- dukte (z.B. eine Achse mit den daran angebauten Rädern) .

Es ist zu beachten, dass in der produktspezifischen Schicht PS nicht zwangsläufig nur Teilprodukte TP als Knoten enthal- ten sein können. Vielmehr kann eine solche Schicht auch technische Komponenten CO enthalten, sofern diese spezifisch zur Handhabung eines bestimmten Teilprodukts angepasst ist. In gleicher Weise kann auch die systemspezifische Schicht nicht nur Komponenten CO enthalten, sondern ggf. auch Teilprodukte, beispielsweise eine Information, welche Eigenschaften ein zu handhabendes Teilprodukt für eine bestimmte technische Kompo ^¬ nente aufweisen darf. Die Ontologie aus Fig. 2 teilt das darin enthaltene Wissen neben den Schichten BK, ES und PS auch in die Modelle EM, SKM, POM und PRM ein, welche über vertikale gestrichelte Li ^¬ nien voneinander getrennt sind. Das Modell EM (EM = Equipment Model) repräsentiert Wissen über das Produktionssystem (d.h. dessen Hardware und Ressourcen) . Das Modell SKM (SKM = Skill Model) repräsentiert allgemeines und spezielles Wissen über sog. Skills des Produktionssystems. Bei diesen Skills handelt es sich um Basisfunktionen in der Form von gekapselten Programmen, welche durch Komponenten im Produktionssystem aus- führbar sind. Die Skills repräsentieren Knoten in dem Modell SKM. Beispielhaft sind einige Skills in dem Modell SKM mit Bezugszeichen SK angedeutet.

Das Modell POM (POM = Product Model) repräsentiert allgemei- nes und spezielles Wissen über verarbeitbare Teilprodukte (d.h. Ausgangsprodukte, verwendete Materialien sowie Zwi ^¬ schenprodukte) . Das Modell PRM (PRM = Process Model) be ^¬ schreibt im Produktionsprozess ausführbare Produktionsschrit ^¬ te und deren Abhängigkeiten. Die Produktionsschritte reprä- sentieren Knoten in dem Modell PRM. Beispielhaft sind einige Produktionsschritte in dem Modell PRM mit Bezugszeichen PR bezeichnet .

Über die mit den Pfeilen repräsentierten Abhängigkeiten in der Ontologie ON wird beispielsweise eine Kategorisierung be ^¬ schrieben. Zum Beispiel stellt eine technische Komponente in der Form einer Haltevorrichtung für die Karosserie eines Spielzeugfahrzeugs eine Kategorie von Haltevorrichtung dar, in der das Teilprodukt (d. h. die Karosserie) nur aus einer Richtung eingesetzt werden kann. Ferner stellen die Teilprodukte Karosserie, Achse und Räder Teilprodukte der Kategorie „atomisches Werkstück" dar, d. h. die Teilprodukte sind im betrachteten Produktionsprozess Ausgangsprodukte, welche sich nicht aus weiteren Teilprodukten zusammensetzen.

Im Rahmen des Verfahrens der Fig. 1 werden mittels eines Ge ^¬ nerators PI Eingabedaten IN für ein Planungsprogramm PL erzeugt. Erfindungswesentlich ist dabei, dass diese Eingabeda ^¬ ten unter Verwendung eines Reasoners RE, d. h. basierend auf Inferenz (d. h. rechnergestütztem Schlussfolgern, aus der Cytologie ON abgeleitet werden. Dabei ermittelt der Reasoner RE aus der Ontologie ON erlaubte Konfigurationen, welche in Fig. 1 mit AC bezeichnet sind. Diese Konfigurationen sind Bestand ^¬ teil der digitalen Eingabedaten IN. Eine erlaubte Konfiguration zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine im betrachteten Produktionsprozess mögliche Kombination aus zumindest einem Teilprodukt und zumindest einer technischen Komponente, wel ^¬ che mit dem zumindest einen Teilprodukt wechselwirkt, sowie zumindest ein dieser Kombination zugeordnetes Attribut um- fasst .

In der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird nach dem Reasoning-Schritt zur Ermittlung der erlaubten Konfigurationen ein weiterer zweiter Reasoning-Schritt durchgeführt, welcher weitere Fakten aus dem zuvor ermittelten erlaubten Konfigurationen ableitet. Diese Fakten sind in Fig. 1 mit Bezugszeichen FA bezeichnet. Mittels des Generators PI wird somit unter Verwendung des Reasoners RE vor der eigent ^¬ lichen Inbetriebnahme des Produktionssystems eine geeignete Vorverarbeitung in einer Offline-Phase erreicht, um bereits vorab in der Ontologie enthaltenes Wissen für den anstehenden Produktionsprozess abzuleiten. Dies hat den Vorteil, dass das Planungsprogramm in der anschließenden Online-Phase eine einfachere Problembeschreibung für die Planung erhält, welche auf einfachen Fakten und nicht auf komplexen Axiomen beruht, wodurch die Erstellung des Plans durch das Planungsprogramm wesentlich einfacher wird und mit weniger Ressourcen und in kürzerer Zeit durchgeführt werden kann.

Die über den Generator PI erzeugten Eingabedaten IN setzen sich aus einer Planungs-Domänen-Beschreibung DD sowie aus einer Planungs-Problem-Beschreibung PD zusammen. Die Planungs- Domänen-Beschreibung ist ein deklaratives Softwareartefakt, welches allgemeines Planungswissen in der Form von im Produktionssystem ausführbaren Aktionen AT wiedergibt. Jeweilige Aktionen bestehen aus einem Satz von Vorbedingungen für die Ausführung der Aktion sowie einem Satz von durch die Ausführung der Aktion hervorgerufenen Effekten. Vorzugsweise werden diese Informationen in einem Planer-spezifischen Formalismus, wie z.B. der bereits eingangs erwähnten Sprache PDDL abge- legt.

Neben der Planungs-Domänen-Beschreibung DD umfassen die Eingabedaten IN ferner die Planungs-Problem-Beschreibung PD, bei der es sich ebenfalls um ein deklaratives Softwareartefakt handelt. Die Planungs-Problem-Beschreibung ist durch einen

Anfangszustand und einen Zielzustand charakterisiert. Der An ^¬ fangszustand enthält die oben beschriebenen erlaubten Konfigurationen AC sowie die Fakten FA zu diesen Konfigurationen. Der Endzustand stellt eine formatierte Aufgabenbeschreibung dar. In Analogie zu der Planungs-Domänen-Beschreibung DD kann die Planungs-Problem-Beschreibung PD z.B. auch durch die Sprache PDDL repräsentiert werden.

Als Ergebnis der Offline-Phase erhält man somit die Eingabe- daten IN mit der Planungs-Domänen-Beschreibung DD und der

Planungs-Problem-Beschreibung PD. Bei Inbetriebnahme des Produktionssystems werden diese Eingabedaten IN einem Planungs ^¬ programm PL zugeführt. Hierzu kann ein bekanntes Planungspro ^¬ gramm, wie z.B. der bekannte rechnergestützte Planer Fast- Downward, eingesetzt werden. Das Planungsprogramm verarbeitet die Eingabedaten zusammen mit einer Anfangskonfiguration des gerade betrachteten Produktionssystems. Der Begriff der Anfangskonfiguration ist dabei zu unterscheiden von dem obigen Begriff der erlaubten Konfigurationen bzw. des Anfangszustands. Die Anfangskonfiguration beschreibt den aktuellen Zustand des Produktionssystems mit den verfügbaren technischen Komponenten, Ausgangsprodukten sowie deren Orten. In an sich bekannter Weise erzeugt das Planungsprogramm PL dann einen Produktionsplan PP, auf dessen Basis anschließend die Herstellung des Produkts gesteuert wird.

Zur Verdeutlichung ist in Fig. 3 ein Beispiel einer erlaubten Konfiguration und von daraus abgeleiteten Fakten wiedergegeben. Die erlaubte Konfiguration ist in Fig. 3 als Knoten „AFC" bezeichnet, dem eine technische Komponente in der Form einer Achsen-Haltevorrichtung AF, ein Teilprodukt in der Form einer Achse AX sowie das Attribut t zugeordnet ist (t = top) . Der Pfeil hE in Fig. 1 betrifft die Eigenschaft, dass der Knoten AFC die Achsen-Haltevorrichtung AF umfasst (hE = hasEquipment ) . Der Pfeil hW betrifft die Eigenschaft, dass der Knoten AFC als Werkstück die Achse AX umfasst (hW = hasWorkpiece) . Das Attribut t (t = top) beschreibt die Eigen- schaff, dass die Kombination aus Achsen-Befestigung AF und

Achse AX eine Ausrichtung nach oben hat. Die Ausrichtung wird dabei durch den Pfeil hO (hO = hasOrientation) repräsentiert.

Im Rahmen der Produktion eines Spielzeugfahrzeugs ist es so- mit eine zulässige Konfiguration, dass die Achsen-Haltevorrichtung mit darin eingesetzter Achse nach oben hin ausgerichtet ist. Über den oben beschriebenen Reasoner wird diese erlaubte Konfiguration abgeleitet. Ferner werden mit dem Reasoner die in Fig. 3 dargestellten weiteren Fakten abgelei- tet, welche die erlaubten Einsetzrichtungen der Achse in die Haltevorrichtung sowie die zugängliche Orientierung der Kombination aus Achsen-Haltevorrichtung und Achse wiedergeben. Konkret werden folgende Fakten abgeleitet: - Eine erlaubte Einsetzrichtung der Achse ist von deren Unterseite, wobei die erlaubte Einsetzrichtung in Fig. 3 mit alO (alO = allowslnsertOrientation) und die Unterseite mit bo (bo = bottom) bezeichnet ist. Eine erlaubte Einsetzrichtung der Achse ist von deren Vorderseite, wobei die erlaubte Einsetzrichtung in Fig. 3 mit alO (alO = allowslnsertOrientation) und die Vorderseite mit fr (fr = front) bezeichnet ist.

- Eine erlaubte Einsetzrichtung der Achse ist von deren

Rückseite, wobei die erlaubte Einsetzrichtung in Fig. 3 mit alO (alO = allowslnsertOrientation) und die Rückseite mit ba (ba = back) bezeichnet ist.

Eine zugängliche Orientierung der Kombination aus Achse AX und Achsen-Haltevorrichtung AF ist hin zur Unterseite der

Kombination, wobei die zugängliche Orientierung in Fig. 1 mit hAO (hAO = hasAccessibleOrientation) und die Untersei ^¬ te mit bo (bo = bottom) bezeichnet ist. Die zugängliche Orientierung zeigt an, welche Seite der Kombination aus Achse und Achsen-Haltevorrichtung im Produktionsprozess zugänglich ist.

Ein Beispiel einer Aktion AT, welche in der Planungs-Domänen- Beschreibung DD der Fig. 1 enthalten sein kann, ist die Akti- on „pick", welche die Aufnahme eines Werkstücks durch einen Manipulator spezifiziert. Die Aktion enthält Vorbedingungen, die für die Durchführung der Aktion gegeben sein müssen, sowie daraus resultierende Effekte. Für die Aktion dürfen nur erlaubte Konfigurationen in der Form von möglichen Verbindun- gen zwischen Werkstück und Manipulator verwendet werden.

Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird in einem Offline-Verfahren vor der Inbetriebnahme eines Produktionssystems eine Vorverarbeitung geschaffen, welche unter Verwendung von Reasoning eine einfache Problembeschrei ^¬ bung zur Verwendung durch ein rechnergestützten Planer liefert. Dabei wird eine strukturierte Ontologie eingesetzt, welche das Wissen über den Produktionsprozess in allgemeines Wissen, spezifisches Wissen und systemspezifisches Wissen einteilt. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren generierten Eingabedaten ermöglichen die schnelle Durchführung eines entsprechenden Planungsprogramms bei Inbetriebnahme des Produk- tionssystems . Hierdurch kann der Produktionsprozess schnell gestartet werden und auch mit kurzen Verzögerungen an neue Konfigurationen angepasst werden.