Orquestadores para la niebla: planificación descentralizada basada en sistemas multi-agente

Hoy en día los retos que se plantean a la fábrica inteligente dentro del concepto industria 4.0 incluyen, la mejora de la calidad del producto, así como, la optimización del rendimiento de las plantas de producción. Para conseguir estos objetivos, la tecnología “Fog computing” se presenta como una p...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Díez Martínez, Ioritz
Tipo de recurso: tesis de maestría
Fecha de publicación:2019
País:España
Institución:Universidad del País Vasco
Repositorio:Addi. Archivo Digital para la Docencia y la Investigación
OAI Identifier:oai:addi.ehu.eus:10810/34840
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10810/34840
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:orquestación de contenedores
apps sensibles al contexto
MAS
despliegue
JADE
Kubernetes.
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description Hoy en día los retos que se plantean a la fábrica inteligente dentro del concepto industria 4.0 incluyen, la mejora de la calidad del producto, así como, la optimización del rendimiento de las plantas de producción. Para conseguir estos objetivos, la tecnología “Fog computing” se presenta como una potencial solución a la problemática de procesamiento de datos masivos de producción para detectar anomalías y actuar de forma temprana. Estas aplicaciones se conocen como aplicaciones distribuidas sensibles al contexto, ya que reaccionan a cambios en su entorno. En este caso, de producción. En este proyecto se propone utilizar tecnologías “cloud” pero adaptándolas a los requisitos de eficiencia de estas aplicaciones. En los entornos “cloud” las aplicaciones se ejecutan como componentes virtualizados ligeros o contenedores orquestados de forma centralizada. En este proyecto se propone la extensión de la arquitectura de una de las plataformas de orquestación de contenedores existentes, que permite una planificación de su ejecución basada en negociación en un sistema multi agente (MAS). La eficiencia de la plataforma “cloud” en cuanto a la automatización de la gestión, despliegue y escalado de contenedores, unido a la toma de decisiones descentralizada y autonomía de los sistemas MAS, forman una base robusta para abordar en un futuro aplicaciones de fabricación reconfigurables y eficientes, cuando se detecten anomalías en la planta de producción. En la memoria se realiza el análisis de requisitos como base para la elección de plataforma entre las alternativas existentes. Se describe la plataforma escogida y se presenta la especificación técnica de la extensión de arquitectura. Para analizar el rendimiento de la propuesta desarrollada, se realizan unas pruebas sobre un clúster de procesadores que representa la plataforma Fog, que ha sido desarrollado en el grupo de investigación GCIS de la Escuela de Ingeniería de Bilbao.
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En los entornos “cloud” las aplicaciones se ejecutan como componentes virtualizados ligeros o contenedores orquestados de forma centralizada. En este proyecto se propone la extensión de la arquitectura de una de las plataformas de orquestación de contenedores existentes, que permite una planificación de su ejecución basada en negociación en un sistema multi agente (MAS). La eficiencia de la plataforma “cloud” en cuanto a la automatización de la gestión, despliegue y escalado de contenedores, unido a la toma de decisiones descentralizada y autonomía de los sistemas MAS, forman una base robusta para abordar en un futuro aplicaciones de fabricación reconfigurables y eficientes, cuando se detecten anomalías en la planta de producción. En la memoria se realiza el análisis de requisitos como base para la elección de plataforma entre las alternativas existentes. Se describe la plataforma escogida y se presenta la especificación técnica de la extensión de arquitectura. Para analizar el rendimiento de la propuesta desarrollada, se realizan unas pruebas sobre un clúster de procesadores que representa la plataforma Fog, que ha sido desarrollado en el grupo de investigación GCIS de la Escuela de Ingeniería de Bilbao.Gaur egun fabrika inteligenteari planteatzen zaizkion erronkak industria 4.0 kontzeptuaren barnean, ondokoak hartzen ditu: produktuaren kalitatearen hobekuntza, baita ekoizpen fabriken errendimenduaren optimizazioa ere. Helburu hauek lortzeko, produkzioaren datu masiboen arazoari aurre egiteko, irtenbide bezala “Fog computing” aurkezten da, irregulartasunak aurkitzeko eta bizkortasunez erantzuteko. Aplikazio hauek, testuniguruari sentikorrak diren banatutako aplikazioak bezala ezagutzen dira, testuinguruko aldakatei erantzuten baitiote. Kasu honetan, produkzio aldaketak. Proiektu honetan “cloud” teknologiak erabiltzea proposatzen da, baina aplikazio hauen eragikonrtasunaren baldintzetara egokituz. “Cloud” testuinguruetan, aplikazioak osagai arin birtualizatu edota era zentralizatuan antolatutako edukiontzi bezala exekutatzen dira.Proiektu honetan antolamendu plataforma baten luzapena proposatzen da. Bertan, bere exekuzioaren planifikazioa negoziazio bitartez emoten da multi agente sistema (MAS) batean oinarritua. “Cloud” plataformen efizientzia, kudeaketaren, hedapenaren eta edukiontzien eskaladoaren automatizazioari dagokionez, erabaki-hartze deszentralizatuari eta MAS sistemen autonomiari lotuta,etorkizunean fabrikazioren berkonfigurazio efizienteak ekinarazteari oinarri sendoak jartzen dizkio, produkzio plantan arazoak detektatzen direnean. Memoria atalean plataformen betekizunen analisi bat aurkezten da, existitzen diren plataformen artean aukeratu ahal izateko. Aukeratutako plataforma describatzen da eta arkitektura luzapenaren espezifikazio teknikoa aurkezten da. Garatutako proposamenaren errendimendua aztertzeko, Bilboko Ingenieritza eskolako GCIS ikerketa taldeak garatutato Fog plataforma errepresentatzen duen prozesadore cluster batean proba batzuk egiten dita.Nowadays the challenges that arise in the intelligent factory in the concept of the industry 4.0include, the improvement of the quality of the product, as well as, the optimization of the performance of the production plants. The technology of fog computation is presented as a potential solution to the problem of mass production data processing to detect anomalies and act early. These applications are known as distributed context-aware applications, and they react to changes in their environment. In this case, manufacturing. In this project it is proposed to use "cloud" technologies but adapting them to the efficiency requirements of these applications. In cloud environments applications are executed as virtualized components or containers orchestrated in a centralized way.In this project we propose the extension of the architecture of one of the orchestration platforms of the media, which allows scheduling based on the negotiation in a multi agent (MAS) system. The efficiency of the cloud platform in terms of the automation of container management, deployment and scaling, together with decentralized decision making and the autonomy of the MAS systems, form a robust basis for approaching in a near future reconfigurable and efficient manufacturing applications, when anomalies are detected in the production plant. In the memory, it ́s made an analysis of the requirements as a basis for choosing the platform among the existing alternatives. The selected platform is described and the technical specification of the extension of the architecture is presented. To analyze the performance of the developed proposal, there are performed some tests on a processor cluster that represents the fog platform, which has been developed in the GCIS research group of the Bilbao School of Engineering.Marcos Muñoz, MargaritaMaster de Ingeniería (Ind901)Ingeniariako Master (Ind901)2019201920192019info:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10810/34840reponame:Addi. Archivo Digital para la Docencia y la Investigacióninstname:Universidad del País VascoEspañolEspañolinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/es/Atribución-NoComercial-CompartirIgual (cc by-nc-sa)oai:addi.ehu.eus:10810/348402026-06-18T09:23:17Z
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