Riassunto analitico
La tesi ha come obbiettivo principale quello di esplorare e adattare le opportunità offerte dalla programmazione distribuita al controllo di linee di produzione industriale; le tecnologie distribuite costituiscono un approccio alternativo al classico controllo centralizzato. Per implementare il controllore sono state utilizzate le tecnologie multi-agente con particolare attenzione ai cosiddetti Beliefs-Desires-Intentions (BDI) agents, che consentono di implementare intelligenze artificiali associate ai dispositivi da esse controllati che siano reattive, quindi event-triggered agents. Al fine di validare il controllore sono state fatte simulazioni con un ambiente a eventi discreti interfacciato al controllore mediante protocollo OPC UA, standard de facto previsto dalla documentazione per lo scambio dati di Industria 4.0.
L’attività di tesi prevede essenzialmente quattro parti principali: Una prima parte di research by doing, in cui si esplorano le architetture e il linguaggio per la programmazione ad agenti. Una seconda parte di descrizione dell’interfaccia tra simulatore e piattaforma di controllo (approfondimento sullo standard OPC UA e sullo scambio dati in campo industriale). Una terza parte di design e realizzazione del controllore nel rispetto delle Policy di comando e di flusso al fine di realizzare un controllore adatto al coordinamento di una semplice linea di impacchettamento. Una quarta parte in cui si sono effettuati test e simulazioni per verificare che il codice sia effettivamente in grado di rispettare le specifiche richieste, forzando manualmente alcune situazioni da testare (tecnica di Fault Injection).
I risultati ottenuti dai test nell’ambiente di simulazione sono interessanti e soddisfacenti: essi confermano che sia possibile implementare un controllore di linea utilizzando la tecnologia multi-agente senza peggiorare le performance di linea.
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Abstract
The main purpose of the thesis is to explore and adapt the opportunities offered by distributed programming to control industrial production lines; distributed technologies represent an alternative approach to classic centralized control.
To implement the controller, multi-agent technologies were exploited with particular attention to the so-called Beliefs-Desires-Intentions (BDI) agents, which allow implementation of artificial intelligences associated with the devices controlled by them: they are reactive, hence event-triggered agents.
In order to validate the controller, simulations have been done with a discrete event environment interfaced with the controller using OPC UA protocol, a standard recommended by Industry 4.0 data exchange documentation.
The thesis essentially involves four main parts:
• A first part of “research by doing”, in which architectures and language for agent programming are explored.
• A second part describing the interface between the simulator and the control platform (in-depth analysis of the OPC UA standard and data exchange in industrial applications).
• A third part of design and implementation of the controller in compliance with the Command and Flow policies in order to create a controller suitable for the coordination of a simple packaging line.
• A fourth part in which tests and simulations are carried out to verify that the code can comply with the required specifications, manually forcing some situations to be tested (Fault Injection technique)
The results obtained from the tests in the simulation environment are interesting and satisfactory: they confirm that it is possible to implement a line controller using the multi-agent technology without impacting line performances.
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