Wissensbasiertes Engineering cyber-physischer Prozessanlagen

Cyber-physische Prozessanlagen entsprechen verfahrenstechnischen Produktionssystemen, die auf cyber-physischen Systemen basieren. Die resultierenden wandelbaren und flexiblen Anlagentopologien können auf wechselnde Anforderungen angepasst werden. Sie weisen jedoch, bedingt durch die verteilte Architektur, eine hohe Engineering-Komplexität auf. Bestehende Ansätze zur Reduktion des Engineering-Aufwands vernachlässigen vorhandene Freiheitsgrade beim technischen Entwurf dieser Systeme. In diesem Beitrag wird ein wissensbasiertes Verfahren zur teilautomatisierten Synthese von Topologien cyber-physischer Prozessanlagen vorgestellt. Es beruht auf ontologischer Wissensmodellierung in Kombination mit einem vierschrittigen Engineering-Workflow. Darin werden auf Grundlage eines formalisierten verfahrenstechnischen Rezepts Prozessmodule und Dienste ausgewählt und zu Anlagentopologien verknüpft. Die Anwendbarkeit des Ansatzes wird mittels zweier, durch Fachexperten validierten, Fallstudien im Bereich der Lebensmittelproduktion aufgezeigt.