Entwurf und entwicklung einer webbasierten Applikation zur abbildung und kontrolle eines multi-agenten-Systems zur intelligenten organization von produktionsvorgängen Eine Seminararbeit im Rahmen der Ausbildung zum Mathematisch-Technischen Software-Entwickler (MATSE) 1 1

Inhalt Enter your subheadline here Motivation Stand der Technik Realisierung der Kommunikation (MAS und Backend) Konzeption und Implementierung Zusammenfassung und Ausblick Stephan Delhey

Motivation Die Problematik Komplexität von Produktionsprozessen stark angestiegen Steigende Anforderungen Maschinen sind häufig von einer Eingabe eines Mitarbeiters abhängig Funktionales Verfahren Höchst undynamisch Stephan Delhey

Motivation Die Lösung Multi-Agenten-System Webbasierte Applikation Monitoring Interaktivität Keine unnötige Interaktion zwischen Mensch und Maschine Stephan Delhey

Stand der Technik Kommunikation in Fabrik und Produktionsumgebung Maschine zu Maschine Kommunikation Entwicklung „Open Plattform Communications“ (OPC) Datenaustausch zwischen Anwendungen Weiterentwicklung „OPC Unified Architecture“ (OPC UA) Maschinenlesbare semantische Beschreibung Stephan Delhey

Stand der Technik Informationsaustausch mit webbasierten Applikationen (Frontend) AngularJS ReactJS Angular Vue Ember … Stephan Delhey

Stand der Technik AngularJS Scopes Controller View-Templates Provider Stephan Delhey

Stand der Technik ReactJS Unidirektionaler Datenfluss Virtual DOM und DOM-Diffing JavaScript Syntax Extensions Stephan Delhey

Stand der Technik Angular 2+ TypeScript Components Scope Services Templates Stephan Delhey

Stand der Technik Informationsaustausch mit webbasierten Applikationen (Frontend-Fazit) Single-Page-Application Komponenten basiert (Angular/React) Skalierbarkeit Bidirektionaler Datenfluss Stephan Delhey

Stand der Technik Informationsaustausch mit webbasierten Applikationen (Backend) NodeJS PHP Django Spring Ruby on Rails … Stephan Delhey

Stand der Technik NodeJS NodeJS ist eine serverseitige Plattform in der Softwareentwicklung zum Betrieb von Netzwerkanwendungen Insbesondere für Webserver geeignet JavaScript Einige Module im Binärpaket Einfache Einbindung von weiteren Binärpaketen Stephan Delhey

Stand der Technik Spring Spring ist ein Quelloffenes Framework Java Riesige Community Best Practices Datenhaltung einer relationalen Datenbank höchst optimiert Stephan Delhey

Stand der Technik Informationsaustausch mit webbasierten Applikationen (Backend-Fazit) Spring stellt eine Sprachbarriere zwischen Frontend und Backend dar Keine relationale Datenhaltung erforderlich Datenzugriff mithilfe von MQTT NodeJS sehr kompatibel mit MQTT Stephan Delhey

Stand der Technik Bestehender Demonstrator Welle – Nabe – Verbindung (Szenario) Multi-Agenten-System Kollaborative Agenten Interface Agenten Smarte Agenten Agenten-Kommunikation Punkt-zu-Punkt Broadcast Ankündigung Signal Kollaborativ: Zusammenarbeit und Verhandlung Interface: Kommunizieren mit Mensch als Systembenutzer Smart: Alle Eigenschaften Stephan Delhey

Realisierung der Kommunikation Auswahl von Informationen für den Datenaustausch Produktbezogene Informationen Bauanleitung Maschinen Komponenten Prozessbezogene Informationen Maschinenstatus Transportstatus Transportziel Stephan Delhey

Realisierung der Kommunikation Informationsaustausch zwischen Backend und Multi-Agenten-System MQTT AMQP STOMP Stephan Delhey

Realisierung der Kommunikation MQTT Message Queueing Telemetry Transport Machine-to-Machine Kommunikation Topics Haus/Keller/Heizungsraum/Temperatur Publish/Subscribe Broker Stephan Delhey

Realisierung der Kommunikation AMQP Advanced Message Queueing Protocol Binäres Netzwerkprotokoll für Message-orientierte Middleware Topics Haus/Keller/Heizungsraum/Temperatur Publish/Subscribe Fanout Direkter Austausch Broker Stephan Delhey

Realisierung der Kommunikation STOMP Simple Text Oriented Message Protocol Destination String Wire format Stephan Delhey

Realisierung der Kommunikation Fazit AMQP Topics Publish/Subscribe Queue Fanout Direkter Austausch … STOMP Ziel String Keine Topics Keine Queue Wire Format MQTT Topics Publish/Subscribe Queue Stephan Delhey

Konzeption und Implementierung Programmablauf Spezifikation des Produktes Start des Prozesses via Knopfdruck Generierung des XML Visualisierung des Prozesses Möglichkeit zur Interaktion sowie des Monitoring Beendung des Prozesses Stephan Delhey

Konzeption und Implementierung Konzept - Fließbandverarbeitung Spezialisierung der Fließfertigung Einzelne Produkte Kontinuierlich Förderung zum nächsten Arbeitsplatz Stephan Delhey

Stephan Delhey

Konzeption und Implementierung Konzept - Inselverarbeitung Fertigungsinseln Flexibilisierung Strukturierung nach den Produkten Stephan Delhey

Stephan Delhey

Konzeption und Implementierung Visualisierung notwendiger Informationen Produkte besitzen eine Vielzahl von Eigenschaften Darstellung aller Informationen Problematisch Implementierung von „Zoom-Stufen“ Stephan Delhey

Konzeption und Implementierung Zoom-Stufen 1. Zoom-Stufe Allgemeine Informationen Transportstatus Transportziel … Darstellung bei Prozessbeginn 2. Zoom-Stufe Detail Informationen Lochdurchmesser Länge Darstellung nach Auswahl der Komponente Stephan Delhey

Konzeption und Implementierung Steuerung und Interaktion Intuitiv Mehrere Möglichkeiten für die selbe Funktionalität Natürliche Bewegungen (Bsp. Zoom) Simple Alle Funktionalitäten auch nur durch Mausklick bedienbar Standardwerte Effizient Alle Komponenten auf einen Blick ersichtlich Stephan Delhey

Zusammenfassung und Ausblick Webbasierte Applikation zur Interaktion und zum Monitoring Intuitive und leicht zu erlernende Steuerung der Applikation Auswahl von Parametern sehr begrenzt Detail Ansichten optimierbar Skalierbarkeit gewährleistet Stephan Delhey