In Zeiten von Industrie 4.0 brauchen Produktionssysteme und -prozesse höhere Flexibilität. Produktionsstätten, Unternehmen und Wertschöpfungsnetzwerke müssen intern und untereinander gut vernetzt sein. Aktuelle Kommunikations- und Softwarelösungen für industrielle Systeme zeigen jedoch nicht die nötige Flexibilität und Resilienz. Hier setzt das neue Forschungsvorhaben R2C2 mit Hilfe von Software-defined Networking und Künstlicher Intelligenz an.

Bestehende Kommunikations- und Softwarelösungen für industrielle Systeme verfügen insbesondere auf Ebene der Echtzeitkommunikation noch nicht über die erforderlichen Fähigkeiten zur schnellen, automatisierten Rekonfiguration. Der Austausch von Daten zwischen Automatisierungs-und IT-Netzwerken läuft derzeit meist über viele Übergangsschichten und ist oft komplex, langsam und teilweise unzuverlässig. Die angestrebten Konzepte und Visionen für zukünftige Produktionssysteme brauchen jedoch eine hochflexible, resiliente, sichere und verteilte Kommunikations- und Rechenarchitektur, die alle Schichten von Echtzeitkommunikation auf den untersten Ebenen bis zur Cloud-Kommunikation in den obersten Ebenen abdeckt.

Die Forschungsarbeit konzentriert sich auf folgende Punkte:

• Anwendung von Software-defined Networking-Konzepten basierend auf dem Standard TSN (Time-Sensitive Networking), um im laufenden Betrieb rekonfigurierbare Echtzeit-Kommunikationsnetzwerke für flexible Produktionssysteme bereitzustellen.
• Entwicklung geeigneter Lösungen für den Übergang von lokalen Echtzeitnetzen in Standard-, wie auch Echtzeit-Weitverkehrsnetze oder -Drahtlosnetze für einen vereinfachten Austausch zwischen Automatisierungs- und IT-Netzwerken und eine vereinfachte vertikale und horizontale Integration innerhalb und zwischen Standorten.
• Anwendung und Integration aussichtsreicher Forschungsergebnisse aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz, beispielsweise für das schnelle Berechnen neuer Netzwerkrouten.
• Demonstration der Vorteile der entwickelten Lösung unter anderem an Hand eines Use Cases, in dem ein Produktionssystem in Echtzeit rekonfiguriert wird.

Das Forschungsvorhaben wird eine hochinnovative Kommunikationslösung für zukünftige flexible Produktionssysteme basierend auf dem TSN (Time-Sensitive Networking)-Standard bereitstellen. Sie wird neuartige Möglichkeiten hinsichtlich Flexibilität, Resilienz und Dynamik für zukünftige Produktionssysteme eröffnen, die weit über den aktuellen Stand der Technik hinausgehen. Dadurch unterstützen wir produzierende Betriebe, sich schneller auf verändernde System- und Umweltbedingungen sowie Nutzeranforderungen einzustellen. R2C2 wird gemeinsam mit der COPA-DATA GmbH und der TTTech Computertechnik AG umgesetzt, unterstützt im Programm IKT der Zukunft durch die FFG und das BMVIT.

Zum Projekt: R2C2 – Reconfigurable Real-time Communication for Cyber-Physical Systems of Systems