Soll "elektronische Intelligenz" mehr und mehr in die Werkshallen vordringen, müssen Roboter und computergesteuerte Werkzeugmaschinen "lernen", auch kleine Serien unterschiedlicher Produkte automatisch und dabei kostengünstig zu fertigen. In den USA wurde kürzlich eine experimentelle Installation vorgestellt, die auf diesem Weg wohl so etwas wie ein kleiner Markstein ist.
Forscher der amerikanischen Normen-Behörde "National Bureau of Standards" (NBS) haben ein System zusammengestellt, das auf Basis herkömmlicher Serienhardware Computer, Roboter (Handhabungsgeräte) und Werkzeugmaschinen unterschiedlichster Hersteller zusammenführt und von "tausenden von Zeilen innovativen Programm-Codes" gesteuert wird, wie Berichte aus den USA besagen. In den Augen seiner Entwickler gleicht dieses System eigentlich einer "ganz gewöhnlichen" Computerinstallation - nur eben mit dem Unterschied, daß hier als Endgeräte statt Druckern und Terminals Roboterarme, Sensoren und Werkzeugmaschinen zur Bearbeitung von Metall eingesetzt werden.
Solche Systeme, meint dazu John A. Simpson, der Direktor des NBS-Zentrums für Fertigungstechnik (Manufacturing Engineering), werden in künftigen Jahren Materialien grundsätzlich genauso manipulieren, wie heutige Computersysteme Information handhaben.
Die neue Experimentierinstallation in Gaithersburg, Maryland, hat rund 5 Millionen Dollar gekostet. An ihr ist besonders bemerkenswert, daß keine zwei Roboter oder Werkzeugmaschinen vom gleichen Hersteller stammen. Die NBS-Ingenieure konnten also demonstrieren, daß es prinzipiell durchaus möglich ist, Produkte der verschiedensten Anbieter so miteinander zu koppeln, daß sie Informationen austauschen und sich auch gegenseitig kontrollieren, beziehungsweise steuern können. Dabei, so wird hervorgehoben, hätte nicht erst eine gemeinsame Programmiersprache geschaffen werden müssen. Es sei auch nicht nötig gewesen, Firmengeheimnisse über bestimmte Arbeitsmodalitäten der einzelnen Systemkomponenten enthüllen zu lassen: Offenbar genüge es die beteiligten Automaten als Black Boxes zu behandeln.
Die Software, die die NBS-Ingenieure für ihre Versuchsinstallation namens "Automated Manufacturing Research Facility" entwickelt haben, erfüllt gewissermaßen Managerfunktionen, indem sie einerseits fortlaufend Informationen von einer Vielzahl unterschiedlicher Sensoren aufnimmt und andererseits fortlaufend "passende" Steuerbefehle an die angeschlossenen Handhabungsgeräte und Werkzeugmaschinen sendet. Zu den Sensoren gehört übrigens auch ein - so das Wissenschaftsblatt "Science News"- "hochentwickeltes" visuelles System.
Soll die Form des von den Automaten hergestellten Teils geändert werden, so ist es ausreichend, die Beschreibung dieses Teils in der dem System zugeordneten Datenbank zu ändern, beziehungsweise von dort die Beschreibung des neuen Produktes abzurufen..
Das neue System soll raffinierter arbeiten, als man auf den ersten Blick meinen möchte. Es kann nämlich, so hört man von Simpson und seinen Mitarbeitern, auch "aus Erfahrung lernen"; zu diesem Zweck bedient es sich bestimmter Techniken, die heute gern den Begriff "Artificial Intelligence" - das besagt etwa soviel wie maschinelles Gewinnen von Einsichten oder Erkenntnissen - zugeordnet werden.
Die Software der neuen Installation ist, dem Trend der Zeit folgend, "modular" aufgebaut. So soll es nun möglich sein, daß Interessenten sich bei einer Implementierung anfangs auf jene Teile des Systems beschränken, die für ihre spezifischen Bedürfnisse gerade benötigt werden. Außerdem ist das neue System, so die Programmautoren, schnell begreifbar, und läßt sich leicht warten und modifizieren.
Die Aussage von der leichten Modifizierbarkeit dank einfacher Ausbaubarkeit ist so zu verstehen, daß ein Anwender seinen Gerätepark schrittweise in genau dem Tempo erweitern und modernisieren könne, das der Entwicklung seines Umsatzes am besten gerecht wird. Dabei brauche er sich keine Sorgen mehr um Probleme der Kopplung unterschiedlicher Einheiten zu machen.
Dennoch ist um die NBS-lnnovation nicht alles eitel Sonnenschein. Bisher sind nämlich allenfalls ein paar der hier erprobten innovativen Konzepte schon für den praktischen Einsatz verfügbar, vor allem die, bei denen es um Normungsempfehlungen zur Kopplung unterschiedlicher Maschinen geht. Aber bis eine flexible Fertigung nach Gaithersburger Muster zur allgemeinen Praxis werden kann, dürfte wohl noch ein Jahrzehnt vergehen.
In diesem Zeitraum wollen aber auch die NBS-Experten nicht untätig bleiben. Sie planen, ihr System um noch mehr Werkzeugmaschinen, Roboter, Sensoren und Computer zu erweitern und wollen dann auch Elemente der Qualitätskontrolle einbauen. Damit die Automaten endlich selber merken, ob sie "Murks" fabrizieren oder nicht - und dann entsprechend reagieren können.
Abschließend sei noch einmal Simpson zitiert, der seine Entwicklung - "wir kennen weltweit keine, die der unseren voraus wäre"- deutlich von den vielbestaunten japanischen Roboter-Installationen abgegrenzt sehen möchte: Dort würden Spezial-Roboter bei der Großserienfertigung eingesetzt, während der flexible NBS-Ansatz auf kleine Stückzahlen abziele. Das, so Simpson, "dürfte uns der nächsten Generation der Fertigungsmaschinen viel näher bringen als der japanische Ansatz."