Moderne Softwaresysteme zeichnen sich durch eine zunehmende Vernetzung heterogener Anwendungen aus, die miteinander kommunizieren, um ein gemeinsames Ziel zu erreichen. Die durch diese Verteilung und Interaktivität hervorgerufene hohe Komplexität von Programmen stellt die Softwareentwicklung vor neue Herausforderungen. Das gilt für Internet- und Office- Anwendungen gleichermaßen wie für Softwaresysteme im Produktionsumfeld. Bei Letzteren ist im Besonderen hervorzuheben, dass die bereits bestehenden Altsysteme nicht nur ständigen Veränderungen und Anpassungen unterworfen sind, sondern darüber hinaus immer wieder um
neue Systeme und Komponenten erweitert werden. Eine flexible Integration einer solchen Vielzahl von Systemen ist mit den im Betrieb eingesetzten, herkömmlichen Methoden über große Datenbanken und ein gemeinsames Datenmodell kaum noch machbar. Spätestens wenn eine neue Anwendung eingesetzt werden soll, stößt eine solche Lösung an ihre Grenzen. Derzeit
existiert auch kein Systemhaus, welches eine integrierte Lösung zur durchgängigen Datenverarbeitung aller Komponenten einer Produktion anbietet. Es müssen also neue technische Lösungen gefunden werden.Eine zukunftsweisende Form der Integration verteilter Softwareanwendungen mit komplexen Gesamtverhalten ist die agentenorientierte Softwareentwicklung.
„Auf Basis eines agentenorientierten Lösungsansatzes können flexible, anpassungsfähige Softwaresysteme entwickelt werden, welche die Verteilung von Aufgaben, Ressourcen oder Leistungen sowie verschiedene Sichtweisen oder gegensätzliche Interessen der realen Problemstellung im Softwaresystem widerspiegeln“. Die Agentenorientierung ermöglicht
also nicht nur die Integration einer umfangreichen heterogenen Systemwelt, sondern zielt auch darauf ab, sich innerhalb dieser Systemwelt selbst zu organisieren. Im weiteren Verlauf der vorliegenden Ausarbeitung wird genauer auf das Thema Agentenorientierung eingegangen.
Zunächst werden die Grundkonzepte der Agentenorientierung erläutert, anschließend wird die Struktur von Softwareagenten vorgestellt und schließlich werden die dargestellten Konzepte anhand eines einfachen Anwendungsbeispiels in der Fertigungssteuerung beschrieben.
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung
2 Softwareagenten allgemein
2.1 Grundkonzepte der Agentenorientierung
2.2 Architektur von Agentensystemen
3 Anwendungsbeispiel
3.1 Fachliche Beschreibung
3.2 Technische Beschreibung
3.3 Szenarios
3.4 Umsetzung der Konzepte im Anwendungsbeispiel
4 Einsatzmöglichkeiten von Softwareagenten in der Produktion
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht das Konzept der agentenorientierten Softwareentwicklung zur Bewältigung komplexer, heterogener Systemlandschaften in der modernen Produktion. Das primäre Ziel ist es, die Eignung von Softwareagenten für die dezentrale Fertigungssteuerung aufzuzeigen, um eine hohe Anpassungsfähigkeit und Ausfallsicherheit unter Einhaltung konstanter Produktionsvorgaben zu gewährleisten.
- Grundlagen und Paradigmen der Agentenorientierung
- Struktur und Architektur von autonomen Agentensystemen
- Praktisches Anwendungsbeispiel zur dezentralen Fertigungssteuerung
- Einsatzmöglichkeiten in der industriellen Produktion (MES, Digitale Fabrik)
- Optimierung von Ressourcen durch autonomes Rollenverhalten
Auszug aus dem Buch
3.1 Fachliche Beschreibung
Die Hauptkomponenten des Systems sind die Agenten, welche unterschiedliche Rollen übernehmen können und mit Hilfe von Nachrichten miteinander kommunizieren. In unserem Beispiel gibt es zwei verschiedene Arten von Agenten, das Produktionssystem und die Produktionslinie. Die Produktionslinie besitzt eine konstante Produktionskapazität und ist einem Produktionssystem zugeordnet. Dadurch kennt sie die benachbarten Produktionslinien und kann mit diesen kommunizieren. Das Produktionssystem überwacht die bei ihm angemeldeten Produktionslinien und macht diese miteinander bekannt. Die Produktionslinien teilen sich ein – der Einfachheit halber – statisches Auftragsvolumen pro Periode eigenständig zu.
Die Agenten können verschiedene Rollen übernehmen, welche ihren aktuellen Zustand repräsentieren. Die möglichen Rollen einer Produktionslinie sind:
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einführung: Die Einleitung beleuchtet die steigende Komplexität und Vernetzung in modernen Softwaresystemen sowie die Notwendigkeit flexibler Integrationsansätze durch Agententechnologie.
2 Softwareagenten allgemein: Dieses Kapitel definiert Softwareagenten als autonome Einheiten und erläutert die zentralen Konzepte wie Kapselung, Zielorientierung, Reaktivität und Persistenz sowie deren strukturellen Aufbau.
3 Anwendungsbeispiel: Der Hauptteil veranschaulicht die theoretischen Konzepte anhand eines Fertigungssteuerungsmodells, beschreibt die technischen Details inklusive des State-Patterns und analysiert verschiedene Szenarien zur Systemstabilität.
4 Einsatzmöglichkeiten von Softwareagenten in der Produktion: Das Fazit skizziert das Anwendungspotenzial der Technologie für die vertikale und horizontale Integration innerhalb von MES-Komponenten und der Digitalen Fabrik.
Schlüsselwörter
Softwareagenten, Agentenorientierung, Produktion, Fertigungssteuerung, Autonomie, Multiagentensysteme, Zustandsmuster, Kapselung, Proaktivität, Reaktivität, Systemintegration, Produktionssystem, MES, Ressourcenauslastung, Dezentralität
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Anwendung von Softwareagenten in der industriellen Produktion, um komplexe Systeme durch dezentrale, autonome Softwareeinheiten flexibler und effizienter zu gestalten.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Zentral sind die theoretischen Grundlagen der Agentenorientierung, deren softwaretechnische Umsetzung mittels Entwurfsmustern sowie deren konkrete Nutzung in produktionsnahen Szenarien.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das primäre Ziel ist die Sicherstellung der Produktion durch eine dezentrale Zuteilung von Aufträgen, kombiniert mit dem Sekundärziel einer ressourcensparenden Optimierung der Anlagen.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Die Arbeit basiert auf einer modellbasierten Analyse und der praktischen Veranschaulichung der Systemkonzepte anhand eines Anwendungsbeispiels (Szenarien), welches mittels UML und dem Zustandsmuster (State Pattern) technisch realisiert wird.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine fachliche und technische Beschreibung des Agentensystems, führt Rollendefinitionen für Produktionslinien und Produktionssysteme ein und analysiert verschiedene Betriebsszenarien wie den Ausfall von Komponenten.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird maßgeblich durch Begriffe wie Autonomie, Agentenorientierung, Fertigungssteuerung, Reaktivität/Proaktivität und Systemintegration definiert.
Wie gehen Agenten mit der Komplexität von Altsystemen um?
Durch die Agentenorientierung können heterogene Altsysteme besser integriert werden, da Agenten als intelligente Schnittstellen agieren, die ohne eine zentrale, starre Datenmodellierung miteinander interagieren.
Was passiert, wenn ein Produktionssystem im Beispiel ausfällt?
Das System ist darauf ausgelegt, dass die Produktionslinien auch bei einem Ausfall des übergeordneten Systems ihre Funktion (in diesem Fall die Arbeit in der Rolle "Working") aufrechterhalten können, um das Primärziel der Produktionssicherung nicht zu gefährden.
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- Dipl. Wirt.-Inf. (FH) Christian Silberbauer (Author), Christian Deyerl (Author), Martin Gallus (Author), Kai Hammelrath (Author), Christof Heinbach (Author), Florian Rother (Author), 2007, Softwareagenten in der Produktion, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/118736
