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Model-based interfacing of large-scale metrology instruments
arXiv - CS - Systems and Control Pub Date : 2020-01-16 , DOI: arxiv-2001.05897
Benjamin Montavon, Martin Peterek, and Robert H. Schmitt

Metrology assisted assembly systems constitute cyber physical production systems relying on in-process sensor data as input to model-based control loops. These range from local, physical control loops, e.g. for robots to closed-loop product lifecycles including quality management. The variety and amount of involved sensors, actors and data sources require a distinct infrastructure to ensure efficient, reliable and secure implementation. Within the paradigm of Internet of Production a reference architecture for such an infrastructure is established by four layers: Raw data (1), provisioning of proprietary systems (2), data aggregation and brokering (3) and decision support (4). In modern metrology assisted assembly systems, a virtual reference frame is constituted by one or multiple predominantly optical Large-Scale Metrology instruments, e.g. laser trackers, indoor GPS or multilateration based on ultra wideband communication. An economically efficient implementation of the reference frame can be achieved using cooperative data fusion, both by increasing the operative volume with existing systems and by optimizing the utilization of highly precise and therefor typically cost-intensive instruments. Herewith a harmonization is required as well from a physical perspective as in terms of communication interfaces to the raw data provided by the individual instruments. The authors propose a model-based approach to obtain a protocol-agnostic interface description, viewing a Large-Scale Metrology instrument as an abstract object oriented system consisting of one or multiple base units and mobile entities.

中文翻译:

大型计量仪器的基于模型的接口

计量辅助装配系统构成网络物理生产系统,依赖过程中的传感器数据作为基于模型的控制回路的输入。这些范围从本地物理控制回路(例如机器人)到闭环产品生命周期(包括质量管理)。所涉及的传感器、参与者和数据源的种类和数量需要独特的基础设施来确保高效、可靠和安全的实施。在生产互联网范式中,此类基础设施的参考架构由四层建立:原始数据 (1)、专有系统的供应 (2)、数据聚合和代理 (3) 以及决策支持 (4)。在现代计量辅助装配系统中,虚拟参考系由一个或多个主要光学的大规模计量仪器构成,例如 基于超宽带通信的激光跟踪器、室内 GPS 或多点定位。通过使用协作数据融合,可以通过增加现有系统的操作量和优化高精度且因此通常成本密集型仪器的利用率来实现参考系的经济有效实施。因此,从物理角度以及各个仪器提供的原始数据的通信接口方面,都需要进行协调。作者提出了一种基于模型的方法来获得与协议无关的接口描述,将大型计量仪器视为一个抽象的面向对象系统,由一个或多个基本单元和移动实体组成。通过使用协作数据融合,可以通过增加现有系统的操作量和优化高精度且因此通常成本密集型仪器的利用率来实现参考系的经济有效实施。因此,从物理角度以及各个仪器提供的原始数据的通信接口方面,都需要进行协调。作者提出了一种基于模型的方法来获得与协议无关的接口描述,将大型计量仪器视为一个抽象的面向对象系统,由一个或多个基本单元和移动实体组成。通过使用协作数据融合,可以通过增加现有系统的操作量和优化高精度且因此通常成本密集型仪器的利用率来实现参考系的经济有效实施。因此,从物理角度以及各个仪器提供的原始数据的通信接口方面,都需要进行协调。作者提出了一种基于模型的方法来获得与协议无关的接口描述,将大型计量仪器视为一个抽象的面向对象系统,由一个或多个基本单元和移动实体组成。通过增加现有系统的手术量和优化高精度和通常成本密集型仪器的利用率。因此,从物理角度以及各个仪器提供的原始数据的通信接口方面,都需要进行协调。作者提出了一种基于模型的方法来获得与协议无关的接口描述,将大型计量仪器视为一个抽象的面向对象系统,由一个或多个基本单元和移动实体组成。通过增加现有系统的手术量和优化高精度和通常成本密集型仪器的利用率。因此,从物理角度以及各个仪器提供的原始数据的通信接口方面,都需要进行协调。作者提出了一种基于模型的方法来获得与协议无关的接口描述,将大型计量仪器视为一个抽象的面向对象系统,由一个或多个基本单元和移动实体组成。
更新日期:2020-01-17
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