Bachelor's Thesis

AAS interpreter for testbed I4.0

Final Thesis 6.88 MB Appendix 7.81 MB

Author of thesis: Bc. Luboš Chmelař

Acad. year: 2023/2024

Supervisor: Ing. Ondřej Baštán

Reviewer: doc. Ing. Václav Kaczmarczyk, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis presents an innovative approach to integrating the Asset Administration Shell (AAS) model into an embedded system that is a key part of the Industry 4.0 testbed - Barman. In this context, the AAS interpreter acts as a product agent. The paper begins with a detailed description of the concepts and terminology associated with this topic. This is followed by a detailed analysis of existing and new versions of the universal NFC reader hardware. The main part of the thesis focuses on the design of the AAS model, which is then implemented in the firmware of the microcontroller. This process also included the creation of an OPC Unified Architecture (OPC UA) server, which was used to thoroughly test the overall system. The results of the testing confirmed the successful implementation and functionality of the system. All theoretical scenarios were run according to the proposed AAS model, confirming the success of this approach. Thus, this work represents a significant contribution in the field of embedded system design in the context of Industry 4.0.

Keywords:

AAS, Testbed, Robotic bartender, Industry 4.0, OPC UA, MIFARE, ESP32, PN532, NFC

Date of defence

11.06.2024

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student obhájil bakalářskou práci a na doplňující otázky odpověděl bez výhrad.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Automation and Measurement (BPC-AMT)

Composition of Committee

doc. Ing. Radovan Hájovský, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Zdeněk Bradáč, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jakub Dokoupil, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Havránek, Ph.D. (člen)
Ing. Radovan Holek, CSc. (člen)
Ing. Karel Horák, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Ondřej Baštán

Zadání práce pana Chmelaře bylo navrhnout a implementovat firmware pro univerzální NFC čtečku, který měl realizovat funkci AAS interpreteru pro výrobky realizované v rámci Testbedu I4.0 na UAMT. Student se práci věnoval nadstandardně, počínal si proaktivně, samostatně a na pravidelné konzultace přicházel vždy příkladně připraven. Kladně hodnotím i to, že student při řešení dílčích problémů kooperoval s výzkumným týmem v rámci UAMT a svou prací podporoval jeho činnost. Celkově se dá studentova aktivita zhodnotit jako příkladná.

Po formální stránce je práce vzhledem k jejímu typu nadstandardně obsáhlá (61 stran od úvodu po závěr), nedá se však říci, že by některé části textu sloužili pouze jako výplň. Jednotlivé kapitoly jsou logicky strukturovány a práce s literaturou je na velmi vysoké úrovni. To stejné se bohužel nedá říci o jazykové a stylistické úrovní, jelikož se v  práci nachází výrazné množství gramatických a stylistických chyb.

Výsledky studentského řešení lze rozdělit na 2 významné části. Tou první je samotný návrh a implementace FW pro AAS interprete, který je i přes svou vysokou komplexnost navržen a realizován velmi dobře. Druhým výsledkem je pak vytvoření softwarové simulace výroby, která slouží k ověření funkce několika AAS interpreterů. Obě části byly studentem předvedeny, čímž student prokázal, že je jím navržené řešení funkční. Studentova práce bude v budoucnu využita v rámci Testbedu I4.0 jak pro navazující studentské práce, tak jako prostředek pro ověřování výsledků výzkumu v této oblasti.

Vzhledem ke kvalitě studentova přístupu a užitečnosti jeho výsledků navrhuji práci k obhajobě s hodnocením 95 b, A. Points proposed by supervisor: 95

Grade proposed by supervisor: A

Zadáním bakalářské práce bylo provést návrh integrace modelu Asset Administration Shell do distribuovaného embedded systému, kdy jednotlivé moduly fungují a pracují jako agenti zastupující výrobní stroje a výrobky.
Práce má od úvodu po závěr 61 stran a její odborná stránka je velmi slušná a rozsah provedených úkolů odpovídá spíše vypracování práce diplomové. Student rozpracoval téma velmi zodpovědně a podrobně, nadstandardně zadokumentoval celou funkcionalitu a rovněž implementace a ověření řešení se podařilo. Méně je však někdy více, a v případě této práce to platí dvojnásob. Zatímco praktické řešení je z mého pohledu perfektní, v rozpracované teorii se objevují nejasnosti (např. stack na obr. 2.4), nepřesnosti a velmi špatné formulace (např. kap. 2.4), které úroveň této části práce velmi sráží. Je také škoda, že není více rozpracována kapitola 7 – testování řešení.
Formální stránka práce je slušná, avšak autor se nevyhnul četným pravopisným chybám, a jak je také uvedeno, i velmi zvláštní stylistice textů. I přes uvedené závěry tuto práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou B, 85 bodů. Topics for thesis defence:
  1. Jakým způsobem se vaše implementace vyrovná např. s poruchou některé z výrobních buněk, pro kterou jsou již naplánovány operace? Jaké další "nepředvídatelné" události jste předvídal?
Points proposed by reviewer: 85

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová