Titelaufnahme

Titel
Automation agents with a reflective world model for batch process automation / von Bakir Šahović
VerfasserŠahović, Bakir
Begutachter / BegutachterinVincze, Markus ; Lepuschitz, Wilfried
Erschienen2010
Umfangviii, 81 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2010
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Automatisierung / Batchprozesse / Agententechnologie / Verteilte Systeme
Schlagwörter (EN)Batch process / Distributed Systems / Agent technology / Failure handling / Ontology / Automation
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-40682 Persistent Identifier (URN)
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Automation agents with a reflective world model for batch process automation [1.38 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die Nachfrage nach Innovationen auf den globalen Märkten erweitert die Grenzen der Fertigung und Produktion und verlangt von ihnen mehr Anpassungsfähigkeit und Flexibilität, um Schritt mit den sich ständig verändernden globalen Bedingungen zu halten. Die vorliegende Arbeit stellt einen neuen Ansatz in der Automatisierung von Batchprozessen vor, der den aktuellen Zustand in diesem Bereich verbessern könnte. Batchprozesse werden häufig in der Industrie eingesetzt, vor allem in der chemischen und Pharmaindustrie. Durch den Einsatz der verschiedenen Geräte einer Anlage für unterschiedliche Aktivitäten, machen Batchprozesse die Herstellung von Produkten flexibel. Diese Eigenschaft macht sie besonders geeignet für kleinere Anlagen.

Zur Optimierung derzeit angewandter Ansätze im Bereich der Batchprozesse, werden die eingesetzten Steuerungssysteme verteilt, um Anlagen flexibler und fehlertoleranter zu machen. Der IEC 61499 Standard wird für die Realisierung verteilter Systeme verwendet, denn er definiert jene Funktionsbausteine (gra- fische Darstellung von Algorithmen), die die Verteilung der Komponenten unterstützen.

Im Bereich verteilter Systeme wird immer mehr in Richtung intelligenter Systeme geforscht, die eine autonome Abwicklung von Prozessen ermöglichen. In diesem Sinne stellt diese Arbeit Agententechnologie und deren Anwendung in der Domäne von Batchprozessen vor. Diese Technologie kann für die Programmierung nahezu aller Arten von Software verwendet werden, z.B. Netzwerkapplikationen, mobile Applikationen, Datenbankanwendungen usw. Darüber hinaus ist Agententechnologie auch für andere Gebiete der Technik, wie z.B. Robotik-, Fertigungs-, Transport-Systeme usw., gut geeignet.

Agenten werden in der Regel mit anderen Agenten in sogenannten Multi-Agenten Systemen (MAS) eingesetzt. Diese Arbeit präsentiert einen besonderen Ansatz zur Anwendung von Automationsagenten.

Automationsagenten sind Teil des MAS und repräsentieren Hardwarekomponenten einer Anlage. Sie sind autonome Softwarekomponenten, die ein reflektives Weltmodell (engl. reflective world model) als ihre Datenquelle verwenden. Automationsagenten bestehen aus einer Schichtenarchitektur, wobei ihre untere Steuerungsebene (engl. low level control) auf IEC 61499 basiert und die obere Steuerungsebene (engl. high level control) mit der höheren Programmiersprache JAVA entwickelt wurde.

Diese Arbeit zeigt den Einsatz von Automationsagenten mit reflektivem Weltmodell in der Automatisierung von Batchprozessen, um die Flexibilität und Ausfallsicherheit eines Systems zu erhöhen, was zwei sehr wichtige Aspekte der Produktion sind.

Zusammenfassung (Englisch)

Need for innovation on the global markets pushes the boundaries of manufacturing and production and requires them to become more adoptable and flexible in order to keep up with the ever-changing global conditions. This thesis presents a new approach in batch process automation that could potentially improve the current situation in this field. Batch processes are widely spread in industries, especially in chemical and pharmaceutical industry. They enable flexible manufacturing of products by employing different equipment of a plant for various activities. This quality makes them especially suitable for smaller plants.

In order to optimize the currently applied approaches to batch processes, control systems used in realization of the process can be distributed to make plants more flexible and failure tolerant. The IEC 61499 standard can be used for the realization of distributed systems, for it defines function blocks (graphical representations of algorithms) that support distribution of components.

Research in the field of distributed systems is developing in direction of intelligent systems capable of autonomous performance. With this in mind, this thesis offers a look into agent technology and its application in the domain of batch processes. This technology can be used for programming almost all kinds of software (network applications, mobile applications, database applications, etc.). It is also applicable in other fields of technology like e.g. robotics, manufacturing, transportation systems and so on.

Agents generally coexist with other agents in so called Multi-Agent Systems (MAS). This thesis presents a special approach that involves automation agents acting as parts of MAS. Automation agents represent hardware components of plants. They are autonomous software components that use a reflective world model as their knowledge data source.

Automation agents are composed of layered architecture and their low level control is developed according to IEC 61499, whereas high level control is implemented using JAVA programming language.

This thesis will show that employment of automation agents with reflective world model in batch process automation increases flexibility and failure tolerance of systems, which are two very important aspects of production.