Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung

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Linus Rolf Salzmann
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1 Hauptseminar Informatik» Angewandte Informatik» Technische Informationssysteme Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung Dresden, 25. Januar 2006

2 Gliederung 2. Energietransportmanagement 3. Fazit Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 2 / 22

3 Konventionelle Transferstraße Getakteter Materialfluss (Takt richtet sich nach längster Bearbeitungszeit) Änderungen mit großem Aufwand verbunden Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 3 / 22

4 Materialflusssystem Produktionslinie für Zylinderköpfe der DaimlerChrysler AG (Prototyp) Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 4 / 22

5 Bewertung Vorteile größere Flexiblität (Produktionsvarianten, Erweiterbarkeit) höhere Auslastung Problem gestiegene Komplexität des Systems wesentlich höhere Anforderungen an Steuerungssoftware Lösung objektorientierter Ansatz Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 5 / 22

6 Bewertung Vorteile größere Flexiblität (Produktionsvarianten, Erweiterbarkeit) höhere Auslastung Problem gestiegene Komplexität des Systems wesentlich höhere Anforderungen an Steuerungssoftware Lösung!? objektorientierter Ansatz Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 6 / 22

7 Agentenkonzept Kapselung Zielorientierung Reaktivität Proaktivität Autonomie Interaktion Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 7 / 22

8 Agentendefinition In der agentenorientierten Softwareentwicklung ist das Konzept des Agenten eine abgrenzbare Softwareeinheit mit einem definierten Ziel. Ein Agent versucht, dieses Ziel durch autonomes Verhalten zu erreichen und interagiert dabei kontinuierlich mit seiner Umgebung und anderen Agenten. Wagner et al. (2003) Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 8 / 22

9 Systemstruktur Organisationsmodelle Interaktionsmodelle Dynamische Bildung von Strukturen zur Laufzeit Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 9 / 22

10 Identifizierte Agenten Werkstücke (WS) Bearbeitungsstationen (BS) Transporteinheiten (TE) ACL (Agent Communication Language) Ontologien (Bedeutungsebene) Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 10 / 22

11 Produktionsablauf (1) Produktionslinie für Zylinderköpfe der DaimlerChrysler AG (Prototyp) Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 11 / 22

12 Produktionsablauf (2) Produktionslinie für Zylinderköpfe der DaimlerChrysler AG (Prototyp) Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 12 / 22

13 Produktionsablauf (3) 7 8 Produktionslinie für Zylinderköpfe der DaimlerChrysler AG (Prototyp) Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 13 / 22

14 Produktionsablauf (4) 1. Festlegen des Produktionsablaufs (Operator) 2. Ermittlung möglicher Bearbeitungsschritte (WS) 3. Ausschreibung (WS, BS) 4. Anmeldung bei der Bearbeitungsstation (WS, BS) 5. Ausschreibung (WS, TE) 6. Transport zur Bearbeitungsstation (TE) 7. Warten auf die Bearbeitung (BS) 8. Durchführung der Bearbeitung (BS) Produktionsverfolgung Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 14 / 22

15 Problembeschreibung 2. Energietransportmanagement Aufgabe Energietransport vom Erzeuger zum Endkunden Anforderungen Zuverlässigkeit Sicherheit Wirtschaftlichkeit Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 15 / 22

16 Problembeschreibung, -lösung 2. Energietransportmanagement Aufgabe Energietransport vom Erzeuger zum Endkunden Anforderungen Zuverlässigkeit Sicherheit Wirtschaftlichkeit Monitoring, Diagnose, Steuerung hochentwickeltes Datenerfassungssystem Diagnosesystem zur Entscheidungsunterstützung qualifizierte Ingenieure Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 16 / 22

17 Aufbau des Softwaresystems 2. Energietransportmanagement AAA BRS BAI SRA CSI UIA AAA... alarm analysis agent (nicht-chronologische Daten) BRS... breakers and relais supervisor (chronologische Daten) BAI... blackout area identifier SRA... service restoration agent CSI... control system interface UIA... user interface agent wiederverwendetes Altsystem Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 17 / 22

18 Systemverhalten im Fehlerfall 2. Energietransportmanagement 2a AAA BRS BAI SRA CSI UIA 1. Alarmnachrichten erfassen und weiterleiten 3 1 2b 2. a) Fehler diagnostizieren b) aktuellen Zustand des Netzes erfassen 3. Wiederherstellungsplan entwickeln Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 18 / 22

19 Vorteile 3. Fazit natürliche Abbildung des Problems (Rollen, Ziele) einfache und flexible Komponentenkopplung (ACL, Ontologien, Organisationsstrukturen) einfache Erweiterbarkeit (Replikation) einfache Parallelisierung (Performance) Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 19 / 22

20 Vorteile 3. Fazit natürliche Abbildung des Problems (Rollen, Ziele) einfache und flexible Komponentenkopplung (ACL, Ontologien, Organisationsstrukturen) einfache Erweiterbarkeit (Replikation) einfache Parallelisierung (Performance) Robustheit (Überlappung von Aufgabenbereichen) hohe Vertrauenswürdigkeit (gemeinsame Entscheidungsfindung) Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 20 / 22

21 Nachteile 3. Fazit Performanceprobleme bei sehr hohem Nachrichtenaufkommen mangelhafte Unterstützung des Entwicklers (Modellierung, Implementierung) Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 21 / 22

22 Quellen Thomas Wagner, Peter Göhner und Paulo G. de A. Urbano Softwareagenten Einführung und Überblick über eine alternative Art der Softwareentwicklung. Automatisierungstechnische Praxis (atp), Heft 10, Oldenbourg Industrieverlag GmbH. Nicholas R. Jennings und Stefan Bussmann Agent-Based Control Systems. IEEE Control Systems Magazine, Heft 3, Thorsten Stecker Steuerungsentwurf für eine Produktionsanlage auf Basis von Agenten. Studienarbeit am Institut für Automatisierungs- und Softwaretechnik der Universität Stuttgart, Agentenbasierte Systeme in der Automatisierung 22 / 22

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