Till innehåll på sidan

Examensarbete presentation

Enhancing interoperability for IoT-based smart manufacturing

Tid: Må 2020-02-24 kl 16.00

Plats: Seminar room Grimeton, Kistagången 16, East, Floor 4, Elevator B, Kista

Medverkande: Yujue Wang

Exportera till kalender

I en tid präglad av Industry 4.0, Sakernas internet (IoT) spelar drivande roll jämförbar med ångkraft i den första industriella revolutionen. IoT ger potentialen att kombinera maskin-till-maskin (M2M) -interaktion och realtidsdatainsamling inom tillverkningsområdet. Därför förbättrar antagandet av IoT i branschen dynamisk optimering, kontroll och datadriven beslutsfattande. Domänen lider dock på grund av interoperabilitetsproblem, med enorma antal IoT-enheter som ansluter till internet trots avsaknaden av kommunikationsstandarder på. Heterogenitet är genomgripande i IoT som sträcker sig från de låga nivåerna (enhetskonnektivitet, nätverksanslutning, kommunikationsprotokoll) till höga nivåer (tjänster, applikationer och plattformar). Projektet undersöker det nuvarande tillståndet för det industriella IoT (IIoT) ekosystemet, för att få en omfattande förståelse för interoperabilitetsutmaningar och aktuella lösningar för att stödja IoT-baserad smart tillverkning.

Baserat på en litteraturöversikt klassificerades IIoT-interoperabilitetsfrågor i fyra nivåer: teknisk, syntaktisk, semantisk och organisatorisk nivå interoperabilitet. När det gäller varje nivå av driftskompatibilitet grupperades och analyserades de nuvarande lösningarna för adressering av interoperabilitet. Nio referensarkitekturer jämfördes i samband med att stödja industriell driftskompatibilitet. Baserat på analysen identifierades interoperabilitetstrender och utmaningar.

FIWARE Generic Enablers (FIWARE GEs) identifierades som en möjlig lösning för att stödja interoperabilitet för tillverkningstillämpningar. FIWARE GEs utvärderades med en scenariebaserad metod för utvärdering av Middleware Architectures (MEMS). Nio nyckelscenarier identifierades för att utvärdera interoperabilitetsattributet för FIWARE GEs. Ett smart tillverkningsfodral tillverkades med prototyper och en testbädd som antog FIWARE Orion Context Broker som huvudkomponent designades. Utvärderingen visar att FIWARE GE uppfyller åtta av nio krav på nyckelscenarier. Dessa resultat visar att FIWARE GE har förmågan att förbättra industriell IoT-interoperabilitet för ett smart tillverkningsfodral.

FIWARE GEs totala prestanda utvärderades också utifrån perspektivet för CPU-användning, nätverkstrafik och begär exekveringstid. Olika förfrågningsbelastningar simulerades och testades i vår testbädd. Resultaten visar en acceptabel prestanda i termer av en maximal CPU-användning (på en Macbook Pro (2018) med en 2,3 GHz Intel Core i5-processor) på mindre än 25% med en belastning på 1000 enheter och en genomsnittlig körningstid på mindre än 5 sekunder för 500 enheter att publicera sina mått.

Nyckelord: Sakernas internet (IoT), Interoperabilitet, Industry 4.0, FIWARE Generic Enabler, cyberfysiska system, Smart tillverkning