Industrial autonomous systems: a survey on definitions, characteristics and abilities

Abstract: Autonomous systems are increasingly discussed in the domain of industrial automation. However, there is no consensus in the literature about the definition of industrial autonomous systems, what characteristics do they possess and how to distinguish them from intelligent industrial automation systems. Another important aspect is the comparison between the degree of automation and autonomy. Addressing this confusion, this paper starts with an analysis of the historical development of the term autonomy. Based on the similarities in the definitions, that were identified in a literature review, a comprehensive definition of industrial autonomous systems is presented, and four main characteristics of an industrial autonomous system are derived. Consequently, the characteristics for the realization of an industrial autonomous system (1) systematic process execution, (2) adaptability, (3) self-governance and (4) self-containedness are described in detail. Another objective of this contribution is to assist the developers of industrial autonomous systems to take the above-mentioned characteristics into account. Furthermore, the developer is advised which abilities can be used to achieve the corresponding essential characteristics of industrial autonomous systems. To illustrate the characteristics and abilities of an industrial autonomous system, this paper gives a detailed description of three realized cases of application in industry.
Autonome Systeme werden im Bereich der industriellen Automatisierung zunehmend diskutiert. Allerdings gibt es in der Literatur keinen Konsens über die Definition von industriellen autonomen Systemen, darüber, welche wesentlichen Merkmale sie besitzen und wie man sie von intelligenten industriellen Automatisierungssystemen abgrenzt. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der Unterschied zwischen dem Grad der Automatisierung und der Autonomie. Um dieser Verwirrung entgegenzuwirken, beginnt dieser Beitrag mit einer Analyse der historischen Entwicklung des Begriffs Autonomie. Ausgehend von den Ähnlichkeiten in bestehenden Definitionen, welche in einer Literaturrecherche identifiziert wurden, werden eine umfassende Definition von industriellen autonomen Systemen vorgestellt sowie vier Merkmale eines industriellen autonomen Systems abgeleitet. Anschließend werden die abgeleiteten Merkmale: (1) systematische Prozessausführung, (2) Anpassungsfähigkeit, (3) Selbstverwaltung und (4) Abgeschlossenheit, welche für die Realisierung eines industriellen autonomen Systems wesentlich sind, ausführlich beschrieben. Ein weiteres Ziel dieses Beitrags ist es, die Entwickler von industriellen autonomen Systemen bei der Umsetzung der oben genannten Merkmale zu unterstützen. Dazu werden die Entwickler beraten, welche Fähigkeiten dazu beitragen können, die entsprechenden wesentlichen Merkmale industrieller autonomer Systeme zu realisieren. Zur Veranschaulichung der Merkmale und Fähigkeiten eines industriellen autonomen Systems, wird eine detaillierte Beschreibung von drei realisierten industriellen Anwendungsfällen gegeben.

Object Details

• Alternative title: Industrielle autonome Systeme: ein Überblick über Definitionen, Merkmale und Fähigkeiten
• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Extent: Online-Ressource
• Language: Englisch

References and Relationships

• Bibliographic citation: Industrial autonomous systems: a survey on definitions, characteristics and abilities ; volume:69 ; number:1 ; year:2021 ; pages:3-13 ; extent:11 ; Automatisierungstechnik ; 69, Heft 1 (2021), 3-13 (gesamt 11)

Contributors, Places and Time

• Creator: Müller, Manuel ; Müller, Timo ; Ashtari Talkhestani, Behrang ; Marks, Philipp ; Jazdi, Nasser ; Weyrich, Michael

Further information

• DOI: 10.1515/auto-2020-0131
• URN: urn:nbn:de:101:1-2405311548417.477485177446
• Rights: Open Access; Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Last update: 14.08.2025, 10:49 AM CEST