Zu einem Modell des Containerumschlags im Hamburger Hafen werden in dieser Arbeit zugehörige Funktionen realisiert. Dieses Modell beinhaltet eine Modelleisenbahn und LKW-Strecke. Über diese und weitere Einrichtungen wird der Containerumschlag über See- und Landweg zu einem Unternehmen simuliert. Hierzu werden Radio Frequency Identification (RFID) und Service Orientierte Architektur (SOA) kombiniert.
Ziel dieser Arbeit ist es die Prozesse für Verladung, Transport und Verfolgung der Container mit Hilfe der webMethods Suite der Software AG zu realisieren. Dazu gehört ebenfalls eine Datenbank, die alle relevanten Informationen des Modells abbildet und mit dem Microsoft SQL Server erstellt wird. Im letzten Teil der Arbeit wird ein Webinterface generiert mit dem die Anlage gesteuert werden kann.
Im seit 2009 laufenden SARFIR-Projekt (Service-Oriented Architecture and Radio Frequency Identification for controlling/steering a model Railway) der TUHH werden die Möglichkeiten und Vorteile der Ablösung von Barcodes durch RFID-Plaketten in der Containerlogistik untersucht. Durch RFID können bestehende Prozesse weiter automatisiert und optimiert werden. Dabei steht die Integration des hier vorgestellten Containertracking-Systems in bestehende Containerlogistik-Systeme im Mittelpunkt.
Nur wenn diese Integration möglichst reibungsarm realisierbar und die Vorteile groß genug sind, wird ein derartiges System auch eingesetzt werden. Um diese Punkte zu erforschen wurde im Rahmen des SARFIR-Projekts ein Prototypen-Modell gebaut, dass einen Containerumschlag und Transport von einem Schiff über Eisenbahn und LKW hin zu Abnehmern simuliert.
Das System ist mit RFID-Tags und -Lesegeräten ausgestattet um einen hohen Automatisierungsgrad bei geringen Kosten zu erzielen. Das Steuerungssystem der Anlage ist hochgradig flexibel und lässt sich in aktuelle bzw. manuelle Prozesse einbinden. Hierfür wird die webMethods-Suite der Software AG genutzt, die eine serviceorientierte Architektur (SOA) bereitstellt.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Grundlagen, Methoden und Werkzeuge
2.1 RFID
2.2 webMethods
2.2.1 Entwicklungsplattform und verwendete Konzepte
2.2.2 webMethods Designer
2.2.3 JavaServerFaces
2.2.4 Portlet Anwendungen innerhalb CAF
2.3 Railware Controller und Controller-Gateway
2.4 SOA und BPM
3 Modell und Prozesse
3.1 Modell des Prototypen
3.2 Prozess zur Anlandung per Schiff
3.3 Prozess zum Verladen von Containern per Kran
3.4 Prozess zur Steuerung von Zug und LKW
3.5 Prozess zur Containerverfolgung
4 SARFIR Datenbank
4.1 Skalierbare Version für Unternehmen
4.1.1 Abbildung von Transportmitteln
4.1.2 Abbildung von Strecken
4.1.3 Abbildung des Terminals
4.1.4 Abbildung von Transportaufträgen
4.2 Minimierte Version
4.2.1 Abbildung der Container und Standorte
4.2.2 Protokollierung und Statusinformationen
4.3 JDBC Adapter
4.3.1 Einrichten einer Datenbankanbindung
4.3.2 Erzeugen von Adapter Services
5 Webinterface zu Steuerung der Anlage
5.1 Grundidee
5.2 Umsetzung
5.2.1 Terminal
5.2.2 Haltepunkt
5.2.3 Kran
6 Fazit
7 Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit zielt auf die Entwicklung eines containerlogistischen Modells ab, bei dem durch eine serviceorientierte Architektur (SOA) und den Einsatz von RFID-Technologie die Prozesse für Verladung, Transport und Verfolgung automatisiert werden. Die Forschungsfrage konzentriert sich darauf, wie mithilfe der webMethods-Suite eine funktionierende Prozesssteuerung, eine relationale Datenbankanbindung und eine intuitive grafische Weboberfläche zur Steuerung der Modellanlage realisiert werden können.
- Integration von RFID-Technologie zur automatisierten Prozesssteuerung
- Einsatz einer serviceorientierten Architektur (SOA) zur Modellierung von Arbeitsabläufen
- Entwicklung und Implementierung eines relationalen Datenbankmodells (SQL)
- Erstellung einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) mit dem Composite Application Framework (CAF)
- Prozessmodellierung von Kran-, Zug- und LKW-Verladungen
Auszug aus dem Buch
3.1 Modell des Prototypen
Zur Entwicklung, zum Testen und zur Demonstration des SOA-Systems wurde ein Modell-Prototyp geschaffen, mit dem sich alle relevante Abläufe simulieren lassen. Das Modell beinhaltet ein Schiff zum Einbringen von Containern in das System, sowie ein Terminal mit sieben Containerslots, in dem Container verladen und gelagert werden können. Die Transportabläufe werden über eine Modelleisenbahn und eine LKW-Strecke abgewickelt. Diese führen zu zwei Unternehmen, die das Ziel für die Ladung darstellen.
Im unteren Bild lässt sich am hinteren Ende des Modells das Terminal erkennen. Es besteht aus einem Schiff mit zwei Slots, neben dem die Eisenbahnstrecke und die LKW-Strecke liegen. Die Eisenbahn besitzt drei Slots, der LKW lediglich einen. Verladen werden die Container Grundsätzlich nur vom Schiff und zwar auf die Lagerplätze oder die Transportmittel. Die Verladung übernimmt ein Kran (im Bild gut erkennbar), dessen Aktionsradius alle Slots abdeckt.
Die beiden Unternehmen sind lediglich durch ein grünes bzw. ein blaues Rechteck angedeutet. Hier findet ausschließlich die Entladung der Container statt. Im Terminal findet diese automatisch statt, bei den Unternehmen muss diese manuell geschehen.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung beschreibt das SARFIR-Projekt zur Automatisierung der Containerlogistik mittels RFID und der webMethods-Suite sowie die Zielsetzung zur Prozess- und Datenbankentwicklung.
2 Grundlagen, Methoden und Werkzeuge: Hier werden die technologischen Voraussetzungen erläutert, insbesondere RFID, die webMethods-Plattform, JavaServerFaces, Railware-Controller-Architekturen und das Konzept der Service-orientierten Architektur (SOA).
3 Modell und Prozesse: Dieses Kapitel stellt den Prototypen des Modells vor und detailliert die verschiedenen logistischen Abläufe wie Schiffsanlandung, Kranverladung sowie Zug- und LKW-Transport.
4 SARFIR Datenbank: Hier wird der Entwurf der relationalen Datenbank beschrieben, differenziert nach einer skalierbaren Version für Unternehmen und einer minimierten Version, inklusive der Anbindung via JDBC-Adapter.
5 Webinterface zu Steuerung der Anlage: Dieses Kapitel behandelt die Umsetzung der Weboberfläche mittels webMethods CAF, von der Grundidee bis zur Implementierung der spezifischen Steuerungsmöglichkeiten für Terminals, Haltepunkte und den Kran.
6 Fazit: Das Fazit zieht ein Resümee über die erfolgreiche Modellierung der Prozesse und Datenbanken sowie die Vor- und Nachteile der codeless-Entwicklung bei der Gestaltung intuitiver GUIs.
7 Ausblick: Der Ausblick schlägt weitere Verbesserungen vor, insbesondere durch die Implementierung von Echtzeit-Funktionen und erweiterte Monitoring-Tools.
Schlüsselwörter
Containerlogistik, RFID, SOA, webMethods, Datenbankentwicklung, Prozesssteuerung, JavaServerFaces, CAF, Kransteuerung, Transportprozess, SQL, Automatisierung, Modellbau, GUI, Integration
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung und Steuerung eines containerlogistischen Prototypen-Modells im Hamburger Hafen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Publikation?
Zentrale Themen sind die Automatisierung mittels RFID, der Aufbau einer serviceorientierten Architektur (SOA) und die Entwicklung einer webbasierten Bedienoberfläche für die Anlagensteuerung.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist die Realisierung eines integrierten Systems, das Prozesse wie das Entladen, Transportieren und Verfolgen von Containern automatisiert und steuerbar macht.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es wird ein modellbasierter Entwicklungsansatz verfolgt, bei dem Prozesse mittels webMethods-Software modelliert und in einer relationalen SQL-Datenbank abgebildet werden.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Im Hauptteil werden der Aufbau des physischen Modells, die Modellierung der logistischen Prozesse, das Design der Datenbanktabellen und die Entwicklung des Web-Frontends beschrieben.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind unter anderem Containerlogistik, SOA, webMethods, RFID, Prozesssteuerung und Datenbankentwicklung.
Warum wurde das Composite Application Framework (CAF) gewählt?
Das CAF wurde gewählt, da es eine effiziente, weitgehend codeless-basierte Entwicklung von JavaServer Faces (JSF) Benutzeroberflächen ermöglicht, die direkt mit den Backend-Services kommunizieren können.
Wie erfolgt die Kommunikation zwischen der Software und der Hardware (Kran/Zug)?
Die Kommunikation zwischen der SOA und dem Railware-Controller findet über HTTP-Requests statt, bei denen Steuerungsbefehle als Zeichenketten ausgetauscht werden.
- Citar trabajo
- Murat Coban (Autor), 2011, Simulation eines Containerumschlags. Entwicklung von Prozessen, Datenbank und Weboberfläche für das SARFIR-Projekt, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/264183
