Nachrichtenorientierte Verteilungsplattform für hochdynamische Kommunikation in der Produktion

Abstract

Durch eine Architektur von Basis-Komponenten einer schnellen Nachrichtenorientierten Verteilungsplattform für die Produktion wurde ein Konzept entwickelt, das dem Anstieg der Kommunikationsdichte entgegenwirkt. Zudem unterstützt eine hochdynamische Nachrichtenübermittlung das vielseitige Spektrum an Ein- und Ausgabegeräten, die in der Produktion verwendet werden und über verschiedene Netzwerke kommunizieren durch Protokoll- und Inhaltsanpassungen zwischen den kommunizierenden Parteien. Nur durch ein Gesamtkonzept, dass gleichzeitig die Geschwindigkeit der Nachrichtenübertragung und eine hohe Dynamik durch situationsspezifische Anpassung einer Nachricht erfüllt, sind steigenden Anforderungen in der Produktion erfüllbar. In der vorliegenden Arbeit wird ein Gesamtkonzept für die Basis-Komponenten Namensdienst, Routenplanung und Arbeitsablaufverwaltung einer Nachrichtenorientierten Verteilungsplattform für die Produktion entworfen. Durch eine Erweiterung des Namensdienstes um eine Ausführung von Arbeitsabläufen wird der Nachrichtenzustellung eine hohe Dynamik vermittelt, wodurch sich Nachrichten situationsspezifisch an die Umgebung und vorhandenen Ein- und Ausgabegeräte anpassen. Zudem wird eine Arbeitsablaufkomponente für die Nachrichtenübermittlung nicht mehr benötigt, wodurch Latenzzeit eingespart werden kann und somit eine höhere Bandbreite zur Verfügung steht um beispielsweise durch detaillierte Sensordaten eine höhere Qualität in der Produktion zu erreichen. Die entwickelte Routenplanung beinhaltet eine Zuordnungsverhandlung, die eine Nachricht situationsspezifisch an den optimalen Empfänger anpasst. In einer Zuordungstabelle werden alle Informationen über Klienten im System zur Laufzeit gesammelt und bilden die Entscheidungsbasis für eine flexible und hochdynamische Nachrichtenübermittlung. Die Komponente Arbeitsablaufabstimmung bietet eine regelbasierte Auflösung von widersprüchlichen Arbeitsabläufen mit der Möglichkeit, eine Verhandlung von Arbeitsabläufen zu initiieren.

An architecture of basis components of a Message Oriented Middleware for production was developed that provides a concept to counter the rise of density of communication. Additionally, a highly dynamically message transmission supports the broad spectrum of input and output devices in production that communicate trough different networks with content and protocol adjustments. Only through a global concept are rising requirements in the production accomplishable. The concept therefore combines performance of message transmission and highly dynamic through situation specific adoption of a message. In this thesis, a global concept is developed for the base components naming, routing, and workflow engine of a Message Oriented Middleware in production. Through an extension of naming to allow workflows to be executed, the message transmission becomes highly dynamical resulting in messages adapting to specific situations of the infrastructure and input and output devices. Additionally, a workflow engine is not needed any more during message transmission, which allows saving latency time and results in a higher bandwidth to be able to achieve higher quality of sensor data for example. The developed routing includes allocation negotiation to adopt a message to a specific situation and to the receiver. In an allocation table, information about clients are collected in real-time and therefore provide a knowledge base for a flexible and highly dynamical message transmission. The workflow engine component provides a rule-based resolution of conflicting workflows with a possibility to initiate a negotiation of workflows.