Ανάπτυξη Λογισμικού για Διαχείριση Έξυπνων Αυτόνομων Οχημάτων (Bachelor thesis)
Κατικαρίδης, Δημήτριος/ Μενεξές, Ιωάννης
The Internet of Things is rapidly shaping the industrial era through innovative services, state of art equipment and the appropriate software. The social media's wide acceptance, enabled us to get familiar with the data and information use and innovative services, while cloud computing provided companies and individuals the ability to use low-powered and of large range specialized wireless services for simultaneous support of thousands devices and massive use of open hardware architectures for low cost processors. At this complex environment, there is a tendency by industry to provide high differentiation products to consumers, which presupposes flexible production structures that immediately adjust to new challenges. The fourth Industrial Revolution phase (Industry 4.0) redefines the alignment of supply and demand, available stocks, customer service time, services quality, raw material consumption and product processing, use and maintenance of production machinery. On supply chain level there is a direct interaction among customers, retailers, whole salers and raw material suppliers in order to build a demand driven supply chain network.
In this thesis, the creation of a dynamic industrial environment, capable of adjusting to demand challenges, was studied. Industrial entities are dynamically inserted into the system and declare their presence, while they offer their services at the central service directory. Entities operate as autonomous agents, communicating with each other through the developed protocols. Transportations between the points of interest are carried out, by many intelligent autonomous vehicles, while on the same time they discover the shortest path in a distributed operating framework. From the supply chain perspective, the application is focused on the warehouse management level, but it can be extended to production level, with the addition of the required entities. The user creates the facility layout, inserts the individual entities and awaits the upcoming demand in order to dynamically transport the product. Loads can be dynamically located at the facility layout, and place a movement request, using agent based communication protocols. The transportation protocol can use multiple rules (shortest distance from the loads, longer vehicle waiting time etc.) while the A * (a star) algorithm ensures the shortest distance selection. The software allows the monitoring and control of the system at real-time.
| Institution and School/Department of submitter: | Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών - Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής |
| Subject classification: | Λογισμικό εφαρμογής -- Ανάπτυξη Application software -- Development Vehicles, Remotely piloted--Automatic control Οχήματα, τηλεχειριζόμενα--Αυτόματος έλεγχος |
| Keywords: | Έξυπνα οχήματα;Λογισμικό εφαρμογής;Βιομηχανία;Smart vehicles;Application software;Industry |
| Description: | Πτυχιακή εργασία - Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών - Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής, 2017 α.α 8864 |
| URI: | http://195.251.240.227/jspui/handle/123456789/13650 |
| Item type: | bachelorThesis |
| General Description / Additional Comments: | Πτυχιακή εργασία |
| Subject classification: | Λογισμικό εφαρμογής -- Ανάπτυξη Application software -- Development Vehicles, Remotely piloted--Automatic control Οχήματα, τηλεχειριζόμενα--Αυτόματος έλεγχος |
| Submission Date: | 2021-11-04T15:06:29Z |
| Item language: | el |
| Item access scheme: | free |
| Institution and School/Department of submitter: | Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών - Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής |
| Publication date: | 2017-09-14 |
| Bibliographic citation: | Κατικαρίδης Δημήτριος, Μενεξές Ιωάννης, Ανάπτυξη Λογισμικού για Διαχείριση Έξυπνων Αυτόνομων Οχημάτων, Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών - Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής, Διεθνές Πανεπιστήμιο Ελλάδος, 2017 |
| Abstract: | Το διαδίκτυο των αντικειμένων (Internet Of Things - IoTs) αναπτύσσεται ραγδαία μέσω της ανάπτυξης εξειδικευμένων υπηρεσιών, νέου εξοπλισμού και λογισμικού. Πρόσφορο έδαφος για την επέκταση του ΙοΤs παρέχει η ευρεία αποδοχή των δικτύων κοινωνικής δικτύωσης που επέτρεψε την εξοικείωση με τη χρήση των δεδομένων και της πληροφορίας, οι ολοένα αυξανόμενες υπηρεσίες που παρέχονται σε επίπεδο υπολογιστικού νέφους (cloud computing) σε εταιρίες και ιδιώτες, τα εξειδικευμένα ασύρματα δίκτυα χαμηλής ισχύος και μεγάλης εμβέλειας για την ταυτόχρονη υποστήριξη χιλιάδων συσκευών, η δημιουργία και η μαζική χρήση open hardware αρχιτεκτονικών για επεξεργαστές χαμηλού κόστους. Σε αυτό το σύνθετο περιβάλλον προστίθεται η τάση για παροχή προϊόντων μεγάλης διαφοροποίησης από τη βιομηχανία προς τους τελικούς καταναλωτές, που προϋποθέτει ευέλικτες δομές παραγωγής που προσαρμόζονται άμεσα σε νέες τάσεις. Η τέταρτη φάση της βιομηχανικής επανάστασης (Industry 4.0) επαναπροσδιορίζει την εναρμόνιση της προσφοράς και της ζήτησης, τα διαθέσιμα αποθέματα, το χρόνο εξυπηρέτησης των πελατών, την ποιότητα των υπηρεσιών, την κατανάλωση πρώτων υλών και τις διαδικασίες κατεργασίας των προϊόντων, τη χρήση και τη συντήρηση των μηχανημάτων της παραγωγής αλλά και τον τρόπο και το είδος της εργασίας στην παραγωγή. Σε επίπεδο εφοδιαστικής αλυσίδας υπάρχει άμεση αλληλεπίδραση μεταξύ πελατών, εμπόρων λιανικής και χονδρικής, κατασκευαστών και προμηθευτών πρώτων υλών ώστε η παραγωγή να καθοδηγείται από τη ζήτηση και να παρέχεται η δυνατότητα ευέλικτων δομών παραγωγής.
Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η δημιουργία ενός δυναμικού βιομηχανικού περιβάλλοντος που είναι ικανό να προσαρμοστεί σε εναλλαγές στη ζήτηση και να διαμορφώνει δυναμικά τη γραμμή παραγωγής παρέχοντας προϊόντα μεγάλης διαφοροποίησης. Το σύνολο των οντοτήτων του βιομηχανικού περιβάλλοντος εισάγεται δυναμικά στο σύστημα και δηλώνει την παρουσία του, τις υπηρεσίες που προσφέρει και τις ιδιότητές του στην κεντρική υπηρεσία καταλόγου. Οι οντότητες λειτουργούν ως αυτόνομοι πράκτορες που επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω των πρωτοκόλλων που έχουν αναπτυχθεί. Οι μεταφορές από και προς τα σημεία ενδιαφέροντος πραγματοποιούνται από πολλά έξυπνα αυτόνομα οχήματα με την αναζήτηση του συντομότερου μονοπατιού ενώ η όλη επικοινωνία ακολουθεί το κατανεμημένο πλαίσιο λειτουργίας των πρακτόρων λογισμικού. Από τη σκοπιά της εφοδιαστικής αλυσίδας η ανάπτυξη του λογισμικού επικεντρώθηκε σε επίπεδο διαχείρισης αποθήκης, αλλά μπορεί να επεκταθεί και σε επίπεδο παραγωγής με την προσθήκη των αντίστοιχων οντοτήτων. Ο χειριστής του συστήματος δημιουργεί την κάτοψη του βιομηχανικού χώρου, τοποθετεί τις επιμέρους οντότητες και αναμένει την επερχόμενη ζήτηση ώστε να ξεκινήσει τη δυναμική μεταφορά των προϊόντων προς την έξοδο. Τα φορτία μπορούν να τοποθετηθούν δυναμικά σε οποιοδήποτε σημείο του χώρου, ζητούν μετακίνηση από τα οχήματα μέσω πρωτοκόλλων επικοινωνίας και επιλέγουν όχημα ανάλογα με τους κανόνες που έχουν τεθεί (μικρότερη απόσταση από το φορτίο, μεγαλύτερος χρόνος αναμονής οχήματος κ.α.). Το λογισμικό επιτρέπει την παρακολούθηση της λειτουργίας του συστήματος σε πραγματικό χρόνο. The Internet of Things is rapidly shaping the industrial era through innovative services, state of art equipment and the appropriate software. The social media's wide acceptance, enabled us to get familiar with the data and information use and innovative services, while cloud computing provided companies and individuals the ability to use low-powered and of large range specialized wireless services for simultaneous support of thousands devices and massive use of open hardware architectures for low cost processors. At this complex environment, there is a tendency by industry to provide high differentiation products to consumers, which presupposes flexible production structures that immediately adjust to new challenges. The fourth Industrial Revolution phase (Industry 4.0) redefines the alignment of supply and demand, available stocks, customer service time, services quality, raw material consumption and product processing, use and maintenance of production machinery. On supply chain level there is a direct interaction among customers, retailers, whole salers and raw material suppliers in order to build a demand driven supply chain network. In this thesis, the creation of a dynamic industrial environment, capable of adjusting to demand challenges, was studied. Industrial entities are dynamically inserted into the system and declare their presence, while they offer their services at the central service directory. Entities operate as autonomous agents, communicating with each other through the developed protocols. Transportations between the points of interest are carried out, by many intelligent autonomous vehicles, while on the same time they discover the shortest path in a distributed operating framework. From the supply chain perspective, the application is focused on the warehouse management level, but it can be extended to production level, with the addition of the required entities. The user creates the facility layout, inserts the individual entities and awaits the upcoming demand in order to dynamically transport the product. Loads can be dynamically located at the facility layout, and place a movement request, using agent based communication protocols. The transportation protocol can use multiple rules (shortest distance from the loads, longer vehicle waiting time etc.) while the A * (a star) algorithm ensures the shortest distance selection. The software allows the monitoring and control of the system at real-time. |
| Table of contents: | 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 12 1.1. Χαρακτηριστικά Αυτόνομων Οχημάτων στη βιομηχανία 13 1.1.1. Με καλωδίωση 13 1.1.2. Με ταινία δρομολόγησης 13 1.1.3. Πλοήγηση με λέιζερ 14 1.1.4. Πλοήγηση με αισθητήρες αδράνειας και γυροσκοπίου (Inertial Navigation) 14 1.1.5. Οπτική πλοήγηση 15 1.1.6. Πλοήγηση με χρήση πληροφοριών από πολλές μεθόδους 15 1.1.7. Γεωπλοήγηση 16 1.2. Αυτοοδηγούμενα οχήματα και καταλληλότητα 16 1.2.1. Μειωμένο κόστος ανθρώπινου δυναμικού. 16 1.2.2. Αυξημένη ασφάλεια των εργαζομένων. 16 1.2.3. Αύξηση της ακρίβειας και επιτυχίας των στόχων που θέτει η επιχείρηση. 17 1.2.4. Επεκτασιμότητα. 17 1.2.5. Μείωση ρύπων. 18 1.2.6. Θέσεις εργασίας ατόμων με εξειδικευμένα προσόντα. 18 1.2.7. Υψηλό κόστος αρχικής επένδυσης 18 1.2.8. Κατάλληλα κυρίως για επαναλαμβανόμενες διεργασίες 18 1.3. Χαρακτηριστικά εκπομπών αυτοοδηγούμενων οχημάτων 19 1.3.1. Κατηγορία LPG (Liquefied petroleum gas) 19 1.3.2. Κατηγορία DSL (Diesel) 19 1.3.3. Κατηγορία ELE (Electric) 20 2. ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ 21 2.1. Εισαγωγή 21 2.2. Εισαγωγή στο Visual Studio και στη Visual C# 21 2.3. Δημιουργία διαδραστικής φόρμας και μενού 25 3. ΠΩΣ ΑΝΑΠΤΥΧΘΗΚΕ Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ 30 3.1. Classes 30 3.1.1. Variables.cs 31 3.1.2. Functions.cs 31 3.1.3. Timers.cs 31 3.2. Επικοινωνία κλάσεων 33 3.2.1. Ιδιότητες κελιών του πλέγματος 33 3.2.2. Ευρετικοί αλγόριθμοι 34 3.2.3. Κύρια φόρμα 35 3.2.4. Όχημα 37 3.2.5. Πλέγμα 37 3.2.6. Σταθερές 37 3.2.7. Εκπομπές ρύπων 38 3.2.8. Ανάλυση πλέγματος 38 3.3. Περιεχόμενο κλάσεων 39 3.4. Forms 46 3.4.1. main_form.cs 46 3.4.2. emissions.cs 46 3.4.3. resolution.cs 46 3.4.4. about.cs 46 3.5. Menu 47 3.5.1. Simulation 47 3.5.2. Algorithm 47 3.5.3. Grid 48 3.5.4. About 49 3.6. Συναρτήσεις εύρεσης διαδρομής 49 4. Λογισμικό και εφαρμογή 53 4.1. Υποστηριζόμενοι τύποι κελιών 53 4.1.1. Start/Stop 53 4.1.2. Loads 53 4.1.3. Walls/Normal 53 4.2. Λειτουργίες παρακολούθησης και μηχανισμοί ευελιξίας 54 4.2.1. Παράθυρο εποπτείας της διεργασίας 54 4.2.2. Tooltip ποντικιού 55 4.2.3. Μηχανισμοί εισαγωγής / εξαγωγής χώρου εργασίας 56 4.2.4. Χειρισμός των χρονιστών της εφαρμογής 56 4.2.5. Παραμετροποίηση ευρετικών αλγορίθμων 57 4.3. Παραμετροποίηση γραφικών στοιχείων του πλέγματος 57 4.4. Πρωτόκολλα επικοινωνίας φορτίων - οχημάτων 58 5. Χρήση της εφαρμογής 59 5.1. Προετοιμασία του περιβάλλοντος 60 5.1.1. Οριοθέτηση του χώρου εργασίας 60 5.1.2. Προσθήκη εσωτερικών εμποδίων 61 5.1.3. Εισαγωγή οχημάτων στο χώρο εργασίας 62 5.1.4. Εισαγωγή τελικού σημείου στο χώρο εργασίας 63 5.1.5. Εισαγωγή φορτίων στο χώρο εργασίας 63 5.1.6. Αποθήκευση και εξαγωγή του χώρου εργασίας 64 5.2. Ολοκλήρωση προετοιμασίας περιβάλλοντος 66 5.2.1. Εκκίνηση προσομοίωσης 66 5.2.2. Εποπτεία της εν εξελίξει προσομοίωσης 66 5.2.3. Παρακολούθηση των εκπομπών ρύπων 67 5.2.4. Διαδοχική παραλαβή φορτίων 68 5.2.5. Ολοκλήρωση προσομοίωσης 69 5.3. Προετοιμασία περιβάλλοντος για την επόμενη προσομοίωση 72 6. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 73 7. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ 75 7.1. Συναρτήσεις 75 7.1.1. Initialization 75 7.1.2. import 77 7.1.3. export 79 7.1.4. main_form_MouseClick 80 7.1.5. Redraw 83 7.1.6. NotTrappedVehicles 89 7.1.7. KeepValidLoads 90 7.1.8. checkForTrappedLoads 91 7.1.9. main_form_Paint (event) 92 7.1.10. DrawPoints 94 7.1.11. timers 96 7.1.12. timer0_Tick 97 7.1.13. animator 98 7.1.14. getNextLoad 102 7.2. Κλάση οχήματος – Vehicle.cs 105 |
| Advisor name: | Μπεχτσής, Δημήτριος |
| Examining committee: | Μπεχτσής, Δημήτριος |
| Publishing department/division: | Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών - Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής |
| Publishing institution: | ihu |
| Number of pages: | 110 |
| Appears in Collections: | Πτυχιακές Εργασίες |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Κατικαριδης - Μενεξές.pdf | Κατικαρίδης- Μενεξές, Πτυχιακή εργασία | 1.92 MB | Adobe PDF | View/Open |
Please use this identifier to cite or link to this item:
This item is a favorite for 0 people.
http://195.251.240.227/jspui/handle/123456789/13650
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
