A-Netze - Modellieren mit Perspektiven


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Fertigungszelle

(das Applet erscheint gleich als separates Fenster.)

Komplexes Beispiel mit 9 Perspektiven. Es werden viele Objekte modelliert, die miteinander kommunizieren und Konflikte verursachen.

Das Beispiel ist eine freie Adaptation  einer Fallstudie des FZI Karlsruhe
(siehe http://www.fzi.de/prost/projects/production_cell/Task.html)

Nicht implementiert sind hier die Sensoren der Geräte, - es ist aber möglich und getestet, dass in das gleiche Modell auch Hardware-Roboter integriert werden können (fischertechnik). Da das für ein Applet nicht praktikabel ist, begnügt sich dieses Beispiel mit der graphischen Simulation der Presse.

1. Perspektive - Materialfluss

Hier wird ein Überblick über die Fertigungszelle gegeben, wie sie vom FZI (s. o.) beschrieben wird. Die Werkstücke (weiße Token) laufen gegen den Uhrzeigersinn im Kreis. Die anderen Token symbolisieren die Maschinen, sie haben Siblinks in weiteren Perspektiven.

Obwohl die abstrakte Modellierung als A-Netz nicht ohne weiteres das korrekte Zusammenspiel der realen Maschinen garantieren kann, sind doch etliche Eigenschaften überprüfbar:

2. Perspektive - Hubdrehtisch

Zum Beispiel verlangt die Aufgabenstellung vom FZI:

Das Zuführförderband darf nur dann ein Metallteil durch die Lichtschranke transportieren, falls der Tisch in Ladeposition ist.

Dies ist in der Perspektive Hubdrehtisch gewährleistet. (Das ist im Applet etwas besser zu erkennen als in dem Screenshot.) Dort erfolgt das Transportieren durch die Lichtschranke innerhalb der Transition "übergeben". In diese kann der Aspekt "Band" (gelb) nur eintreten, wenn der Tisch (grün) auf der Stelle "bereit" ist, also nach "senken und drehen" in der Ladeposition ist.

Erst wenn das "Band" die Transition wieder verlassen hat, kann der Tisch in die Transition "heben und drehen" eintreten und die Ladeposition verlassen.

Ähnlich sind andere Safety-Bedingungen unmittelbar im Netz zu überprüfen. Es lassen sich sicher an diesem Beispiel noch Verbesserungen vornehmen, sowohl was die Funktion betrifft, als auch die Übersichtlichkeit - insbesondere die Wahl der Bezeichnungen.
Aber wir hängen an dem Beispiel, weil es das erste komplexere wardas wir mit A-Netzen modellierten. Wir waren selbst überrascht, dass es innerhalb eines Nachmittags fertigzustellen war. (Nur die Animation, die im nächsten Absatz beschrieben wird, ist erst viel später hinzugefügt worden.)

3. Perspektive Presse

Damit besser zu sehen ist, wie die Synchronisation der einzelnen Stationen in Echtzeit erfolgt, wurde der Aspekt Presse (orange) mit "Action-Methoden" versehen, die eine animierte Simulation des Pressvorgangs erzeugen. (Es handelt sich also um einen "UserAspect" s. Tutorial.)

Die Animation wird vom Zustand des Netzes gesteuert, und andererseits erfolgt das Weiterschalten des Presse-Aspekts erst, wenn die Animation ihre jeweilige Bewegung beendet hat.

Besonders gut ist das zu sehen, wenn man die Presse durch einen Mausklick auf die Grafik anhält. Einen kurzen Augenblick später halten alle anderen Maschinen an, weil sie auf die Presse warten müssen. (Das ist nicht etwa explizit so programmiert sondern folgt aus den Schaltregeln der A-Netze.)

Um zu verdeutlichen, dass das A-Netz noch lebendig ist, auch wenn die Presse steht oder durch ihre langsame Bewegung die gesamte Anlage aufhält, haben wir unten in der Perspektive eine Kontrolltransition a eingefügt. Das Token dort schaltet übrigens viel häufiger als es aussieht. (Die Anzeige im Viewer hat relativ niedrige Priorität und bekommt schnelle Zustandsänderungen oft nur verspätet mit. Dies ist so beabsichtigt.)

Sehen Sie sich mehrere Perspektiven gemeinsam auf einem großen Bildschirm an (Kontextmenü der Perspektiven - "Neues Fenster") -
Starten mit , anhalten und freigeben der Presse duch Mausklick.
Einzelschrittmodus ist hier nicht so ergiebig, weil vieles in einer nicht geöffneten Perspektive geschieht. Ansehen in Zeitlupe mit Speed = 0.05.

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A-Netz-Entwicklungsgruppe
Last update: 08 May 01

Wolfgang Reinfeldt,
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Jan-Eric Duden,
Jochen Notholt.