Automatisierung für Arbeitsmaschinen

Das autonome Fahren wird meist mit Pkw oder kleinen Robotern in Verbindung gebracht. Doch auch im Bereich der mobilen Arbeitsmaschinen (Professional Operating Vehicles, kurz POV) hat die Automation viel Potenzial und so könnten schon bald Bagger, Mähdrescher oder Gabelstapler ganz von alleine fahren. Da es allerdings viele unterschiedliche POV gibt, oft nur in geringen Stückzahlen, lohnt sich die Entwicklung von Assistenz-, Fahr- und Automatisierungsfunktionen für die Unternehmen meist wirtschaftlich nicht.

Hier setzt das Institut für leistungselektronische Systeme (ELSYS) der Ohm an. Im Verbundprojekt POV.OS entwickelt das Team eine offene Automatisierungsplattform aus Hard- und Software. Die Plattform dient als Grundlage für anwendungsbezogene Automatisierungs-, Assistenz- und autonome Fahrfunktionen. „Unser Ziel ist es, eine anwendungsübergreifende Plattform mit modularen Systemkomponenten zu konzipieren und umzusetzen“, erklärt ELSYS-Leiter Prof. Dr.-Ing. Armin Dietz. „Wir bieten eine zentrale Recheneinheit mit sicheren und zertifizierten Komponenten sowie standardisierten Schnittstellen. So ermöglichen wir es allen Firmen entlang der Wertschöpfungskette für professionelle Arbeitsmaschinen, relevante Produkte schnell zu entwickeln.“

Die Unternehmen vernetzten sich bereits während der Entstehungsphase miteinander und können die POV simulieren, wodurch sich die benötigte Entwicklungszeit verringert. Durch die Nutzung einer einheitlichen Hardware können sie benötigte Updates zudem leichter einspielen. Die Zusammenarbeit von Komponentenzulieferern, Fahrzeugherstellern, IT-Unternehmen und Forschungseinrichtungen ermöglicht es, die verschiedenen Kompetenzen aus allen Bereichen der POV in die Entwicklung einzubringen.

Das ELSYS-Team forscht im Rahmen des Projekts an modernen, flexiblen Regelungsverfahren. Diese sollen mittels eines modularen Leistungselektronikbaukastens die Ansteuerung verschiedener elektrischer Antriebe ermöglichen sowie die Einbindung unterschiedlicher Energiespeicher. „Wir möchten durch den Einsatz von KI-basierten Methoden den Entwicklungsprozess vereinfachen und die Energieeffizienz des elektrischen Antriebsstrangs steigern“, sagt Dietz. So entsteht ein gemeinsames Kernsystem aus Hardware- und Softwarekomponenten für die Ansteuerung, die sensorische Erfassung und die Vernetzung von POV.

Das Projekt stößt bereits jetzt auf großes Interesse bei verschiedenen Firmen, die sich aktiv an der Entwicklung beteiligen. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) fördert das Vorhaben im Rahmen des Fachprogramms „Neue Fahrzeug- und Systemtechnologien“ mit 9,2 Millionen Euro, wovon 560.000 Euro der Ohm zur Verfügung stehen.

An dem Projekt POV.OS sind neben der Ohm folgende Konsortialpartner beteiligt: AGCO GmbH, Apex.AI GmbH, Continental Automotive Technologies GmbH, DHG Engineering GmbH, Elektrobit Automotive GmbH, Infoteam SET GmbH, MicroSys Electronics GmbH, Robert Bosch GmbH, Bosch Engineering GmbH, Scantinel Photonics GmbH, XKRUG GmbH, indurad GmbH, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg