DEPARTAME TO DE E GE HARIA ELECTROTÉC ICA

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(7)

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1 INTRODUCTION ...11

1.1 THESIS OUTLINE ... 13

2 STATE OF THE ART & BASIC CONCEPTS...14

2.1 AGENCY ... 16

2.2 MULTI-AGENT SYSTEM (MAS) ... 19

2.3 SERVICE-ORIENTED ARCHITECTURE (SOA)... 22

2.4 MANUFACTURING PARADIGMS ... 25

2.5 SOA IN MAS ... 26

3 DPWS MIDDLEWARE ARCHITECTURE ...30

3.1 INTRODUCTION ... 32

3.2 WHY A DPWSSYSTEM ... 32

3.3 PROPOSED ARCHITECTURE ... 34

3.3.1 Overview ... 36

3.3.2 System Entities ... 37

3.3.2.1 Agent Middleware ...38

3.3.2.2 Server Middleware ...38

3.3.2.3 Client Middleware ...39

3.3.3 How It Works ... 39

3.3.3.1 DPWS STACK LAYER ...40

3.3.3.2 DPWS Middleware Layer ...41

3.3.3.3 Agent Layer ...42

3.3.3.4 Message Types ...43

3.3.3.5 Joining ...48

3.3.3.6 Leaving ...53

3.3.3.7 Service Use ...55

3.4 DPWSMIDDLEWARE ARCHITECTURE ... 56

3.4.1 Overview ... 57

3.4.2 Agent ... 58

3.4.3 DPWS Middleware ... 58

3.4.4 Server ... 59

3.4.4.1 Services ...61

3.4.5 Client... 61

3.4.5.1 Event Handler Manager ...63

(8)

$ 4 $

3.4.5.3 Known Entities ...64

3.5 IMPLEMENTATION ... 65

3.5.1 How to make a DPWS System ... 65

3.5.1.1 The WSDL Service Descriptor ...66

3.5.1.2 The Generated Code ...67

3.5.1.3 Program the DPWS Middleware ...68

3.5.1.4 Integrating Every System Entity ...69

3.5.2 Running the System ... 70

4 CASE STUDY ...71

4.1 OVERVIEW... 72

4.2 3DMODEL ... 74

4.2.1 Workpieces ... 75

4.2.2 Decision points ... 76

4.2.3 Loader Model ... 76

4.2.4 ShiftTable Model ... 77

4.2.5 Machine Model... 78

4.2.6 Unloader Model ... 79

4.2.7 Models DPWS Interface ... 80

4.3 AGENTS ... 80

4.3.1 Loader Agent ... 82

4.3.2 Unloader Agent ... 84

4.3.3 ShiftTable Agent ... 85

4.3.4 Machine Agent ... 86

4.3.5 Workpiece Agent ... 87

4.4 HUMAN INTERFACE ... 89

4.4.1 Configuration Tool ... 90

4.4.2 Production Manager ... 91

4.4.3 Communication Log ... 93

4.5 DATABASE ... 94

4.6 TOPOLOGY ... 95

4.7 DEMONSTRATOR COMMUNICATION ... 96

4.8 HOW IT WORKS... 97

4.9 3DMODEL SIMULATION TO REAL MACHINES ... 99

4.10 WSDLGENERATOR TOOL ... 99

5 CONCLUSION & FUTURE WORK ... 101

(9)

$ H $

5.2 FUTURE WORK ... 104

5.2.1 DPWS Stack ... 104

5.2.2 Standards ... 105

5.2.3 Semantics ... 105

5.2.4 FIPA Compliant Communication ... 106

5.2.5 Middleware Generator ... 107

(10)

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State of the Art & Basic Concepts

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State of the Art & Basic Concepts

2.1 AGENCY ... 16

2.2 MULTI-AGENT SYSTEM (MAS) ... 19

2.3 SERVICE-ORIENTED ARCHITECTURE (SOA)... 22

2.4 MANUFACTURING PARADIGMS ... 25

(17)

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messages typically conveyed using HTTP with an XML serialization in conjunction with other

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2.4 M

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realize the agile manufacturing enterprise”LGHM)

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2.5 SOA

I

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Characteristics SOA MAS

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(30)

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(32)

DPWS Middleware Architecture

$ 6N $

3

DPWS Middleware Architecture

3.1 INTRODUCTION ... 32

3.2 WHY A DPWSSYSTEM ... 32

3.3 PROPOSED ARCHITECTURE ... 34

3.3.1 Overview ... 36

3.3.2 System Entities ... 37

3.3.2.1 Agent Middleware ...38 3.3.2.2 Server Middleware ...38 3.3.2.3 Client Middleware ...39

3.3.3 How It Works ... 39

3.3.3.1 DPWS STACK LAYER ...40 3.3.3.2 DPWS Middleware Layer ...41 3.3.3.3 Agent Layer ...42 3.3.3.4 Message Types ...43 3.3.3.4.1 Discovery Messages ...43 3.3.3.4.2 Service Messages ...45 3.3.3.4.3 Subscription Related Messages ...46 3.3.3.5 Joining ...48 3.3.3.5.1 Agent Entity ...49 3.3.3.5.2 Server Entity ...51 3.3.3.5.3 Client Entity ...52 3.3.3.6 Leaving ...53 3.3.3.6.1 Entity Crash ...54 3.3.3.7 Service Use ...55

3.4 DPWSMIDDLEWARE ARCHITECTURE ... 56

3.4.1 Overview ... 57

3.4.2 Agent ... 58

3.4.3 DPWS Middleware ... 58

3.4.4 Server ... 59

3.4.4.1 Services ...61

3.4.5 Client... 61

(33)

$ 6% $ 3.5 IMPLEMENTATION ... 65

3.5.1 How to make a DPWS System ... 65

3.5.1.1 The WSDL Service Descriptor ...66 3.5.1.2 The Generated Code ...67 3.5.1.3 Program the DPWS Middleware ...68 3.5.1.4 Integrating Every System Entity ...69

(34)

$ 6: $

3.1 I

TRODUCTIO

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3.3 P

ROPOSED

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RCHITECTURE

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Response

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3.4 DPWS

M

IDDLEWARE

A

RCHITECTURE

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3.5 I

MPLEME TATIO

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(72)

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(73)

Case Study

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4

Case Study

4.1 OVERVIEW 72

4.2 3DMODEL 74

4.2.1 Workpieces 75

4.2.2 Decision points 76

4.2.3 Loader Model 76

4.2.4 ShiftTable Model 77

4.2.5 Machine Model 78

4.2.6 Unloader Model 79

4.2.7 Models DPWS Interface 80

4.3 AGENTS 80

4.3.1 Loader Agent 82

4.3.2 Unloader Agent 84

4.3.3 ShiftTable Agent 85

4.3.4 Machine Agent 86

4.3.5 Workpiece Agent 87

4.4 HUMAN INTERFACE 89

4.4.1 Configuration Tool 90

4.4.2 Production Manager 91

4.4.3 Communication Log 93

4.5 DATABASE 94

4.6 TOPOLOGY 95

4.7 DEMONSTRATOR COMMUNICATION 96

4.8 HOW IT WORKS 97

4.9 3DMODEL SIMULATION TO REAL MACHINES 99

(74)

Case Study

$ H: $

4.1 O

VERVIEW

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(75)

Case Study

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(76)

Case Study

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4.2 3D

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(77)

Case Study

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(78)

Case Study

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(79)

Case Study

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(80)

Case Study

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(81)

Case Study

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(82)

Case Study

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4.3 A

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(83)

Case Study

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(84)

Case Study

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(85)

Case Study

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(86)

Case Study

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Figure 4 16 Unloader Agent Interactions

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(87)

Case Study

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(88)

Case Study

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(89)

Case Study

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(90)

Case Study

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(91)

Case Study

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4.4 H

UMA

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TERFACE

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(92)

Case Study

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(93)

Case Study

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(94)

Case Study

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(95)

Case Study

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Figure 4 30 Communication Log Interactions

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(96)

Case Study

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4.5 D

ATABASE

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Figure 4 32 – Database Architecture

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(97)

Case Study

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4.6 T

OPOLOGY

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(98)

Case Study

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4.7 D

EMO STRATOR

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OMMU ICATIO

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(99)

Case Study

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4.8 H

OW IT

W

ORKS

(100)

Case Study

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Case Study

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4.9 3D

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ODEL

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IMULATIO TO

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4.10 WSDL

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(102)

Case Study

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(103)

Conclusion & Future Work

$ %N% $

5

Conclusion & Future Work

5.1 CONCLUSION 102

5.2 FUTURE WORK 104

5.2.1 DPWS Stack 104

5.2.2 Standards 105

5.2.3 Semantics 105

5.2.4 FIPA Compliant Communication 106