Εφαρμογές ΙοΤ σε βιομηχανικά συστήματα παραγωγής
Loading...
Date
2024-07-01
Authors
Τσανταρλιώτης, Λεωνίδας
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η τέταρτη βιομηχανική επανάσταση μετασχηματίζει με ταχείς ρυθμούς τη βιομηχανία, καθοδηγούμενη από τεχνολογίες όπως το βιομηχανικό διαδίκτυο των πραγμάτων (IIoT) και τα Κυβερνο-Φυσικά Συστήματα (CPS). Η ενσωμάτωση αυτών των τεχνολογιών σε υφιστάμενα περιβάλλοντα παραγωγής θέτει προκλήσεις λόγω του ετερογενούς εξοπλισμού, των παλαιών συστημάτων και της ανάγκης για διαλειτουργικότητας μεταξύ διαφορετικών συσκευών IoT. Η παρούσα Διπλωματική Εργασία προτείνει μια καινοτόμο προσέγγιση για την αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων με την αξιοποίηση της AutomationML και της πλατφόρμας ThingsBoard για απλοποιημένη ενσωμάτωση και διαχείριση. Η AutomationML χρησιμοποιείται για τη μοντελοποίηση του βιομηχανικού περιβάλλοντος παραγωγής, παρέχοντας μια τυποποιημένη αναπαράσταση. Χρησιμοποιώντας το LEGO SPIKE Prime κιτ, κατασκευάστηκε ένα ρομπότ το οποίο προσομειώνει μια πραγματική IoT συσκευή, παρουσιάζοντας την παραπάνω μοντελοποίηση. Το ρομπότ ενσωματώνει δύο Q-Learning σενάρια για προσαρμοστική συμπεριφορά: ένα που βασίζεται στην κατανομή Boltzmann και έναν άλλο που θέτει δυναμικά κατώφλια ανταμοιβής και χρησιμοποιεί έναν μηχανισμό σταθμισμένης επιλογής δράσης. Αυτά τα σενάρια σχεδιάστηκαν για τη βελτιστοποίηση των ενεργειών του ρομπότ υπό διαφορετικές συνθήκες και παρουσιάζεται μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση των επιδόσεών τους, με έμφαση στην ταχύτητα σύγκλισης και την προσαρμοστικότητα. Επιπλέον, με τη χρήση ενός Python Script, επιτεύχθηκε η μετάφραση του AutomationML μοντέλου σε οντότητες εντός της πλατφόρμας ThingsBoard. Ακόμα, επιτεύχθηκε η αμφίδρομη επικοινωνία μεταξύ του ρομπότ και του ThingsBoard χρησιμοποιώντας μια ποικιλία τεχνολογιών επικοινωνίας, όπως είναι το MQTT και τα REST APIs, επιτρέποντας την απρόσκοπτη παρακολούθηση και έλεγχο της συσκευής. Η παρούσα ΔΕ αποδεικνύει την αποτελεσματικότητα της μοντελοποίησης μέσω AutomationML σε συνδυασμό με πλατφόρμες IoT για την ενίσχυση της ενσωμάτωσης εφαρμογών IoT σε βιομηχανικά συστήματα παραγωγής. Η προτεινόμενη προσέγγιση συμβάλλει σε μια πιο ευέλικτη, αποτελεσματική και κλιμακούμενη στρατηγική ανάπτυξης του IIoT στη βιομηχανία.
Description
Keywords
Τέταρτη βιομηχανική επανάσταση, Διαλειτουργικότητα, Κυβερνο-φυσικά συστήματα, Διαδίκτυο των πραγμάτων, Βιομηχανικό διαδίκτυο των πραγμάτων