Dinamikus ipari munkafolyamat végrehajtás szolgáltatásalapú megközelítéssel
Az ipari automatizálás, azon belül a dinamikusan változó munkafolyamat (workflow) automatikus, okos, valamint okos eszközökkel segített végrehajtása iránti igény növekedésével kapcsolatban a megoldási lehetőségek még korlátozottak. A jövő gyárainak a jelenlegi hatékonyság és megbízhatóság mellett a gyártási folyamatok flexibilis igényeire (lot-size-1 termékek) és a gyártási környezet gyors változásaira is tudni kell reagálnia. Ezt a munkafolyamat leírásának dinamikus végrehajtásával, az erőforrások rendelkezésre állásának figyelembevételével, és a környezet megváltozására történő megfelelő reakciókkal kell lekezelni. A munkadarabok megfelelő kezelését többek között gépi látást támogató technológiákkal, a használható eszközök körének változásához való alkalmazkodást pedig szolgáltatás-alapú architektúrák (Service Oriented Architecture, SOA) alkalmazásával érhetjük el. Dolgozatunk épp ezekre mutat egy keretrendszert és egy konkrétan működő, integrált példát.
Ahhoz, hogy kidolgozzunk egy lehetséges megoldást erre az új kihívásra, igénybe vettük az Arrowhead keretrendszer által nyújtott szolgáltatásokat, valamint továbbfejlesztettük a Workflow Choreographer nevű kiegészítő rendszerét is. Ezek mellett használtunk még mélytanuláson alapuló gépi látást, robotkarokat és egy saját fejlesztésű „okos” futószalagot az összetett gyártósor modellezésére.
Mint említettük, a gépi látást mélytanulással valósítottuk meg. Ehhez a TensorFlow-t vettük igénybe, amely egy általános, mesterséges intelligenciát és gépi- illetve mélytanulási folyamatokat támogató, teljességében nyílt forráskódú szoftvercsomag.
Az Arrowhead egy ipari automatizálást támogató keretrendszer, mely szolgáltatás-orientált módon közelíti meg a problémát. Az Arrowheadben jelen lévő elemek önálló rendszert alkotnak; képesek lehetnek szolgáltatásokat használni és nyújtani, míg az Arrowhead - úgynevezett „rendszerek rendszere” (System of Systems, SoS) - szervezi ezen elemek munkáját, ütemezi az erőforrások használatát. Ezen felül a keretrendszer kihasználja a lokális, valamint a távoli felhőkben rejlő potenciált. A lokális felhőkön belül többek között garantálható a megfelelő válaszidő és az Arrowheadnek köszönhetően nem csak az egyes felhőkön belül, hanem közöttük is folytatható biztonságos kommunikáció.
Az Arrowhead keretrendszer Workflow Choreographer munkafolyamat-végrehajtást támogató modulja képes egy komplex gyártási folyamat dinamikus felügyeletére. Ezzel az eszközzel bebizonyítható a rendszerek rendszere megközelítés helyessége különféle gyártási végpontok használatlával. Az esettanulmányban szereplő robotkarok, valamint gyártássegítő eszközök (futószalag, kamera) mind a Workflow Choreographer segítségével kapják meg a dinamikusan változó munkakiosztást annak függvényében, hogy mely eszközök állnak az adott időpillanatban rendelkezésre a feladat végrehajtásához. A rendszerek rendszere elven alapuló okosgyárak létjogosultságát és a bennük rejlő potenciált hivatott ezen dolgozat és a komplex demonstráció bemutatni.
szerzők
-
Szabó Kristóf
Mérnök informatikus szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc) -
Mrázik Tamás Marcell
Villamosmérnöki szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc) -
Tóth Bence
Mérnök informatikus szak, alapképzés
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Varga Pál
egyetemi docens, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
