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Produktbeschreibung

1. Kontext:

Eine Produktionsanlage, welche verschiedene Setzkästen mit definierten Geometrien und Farben bestückt, soll mit Hilfe einer Android-App gesteuert werden.

2. Varianten von Komponenten für die Steuerung

2.1 Setzkastenvarianten:

Jeder Setzkasten verfügt über eine Arbeitsbezeichnung, in der Grafik sind sie entsprechend markiert.

Ein Setzkasten setzt sich aus quadratischen Elementen zusammen, die Anzahl und Anordnung dieser definiert die Setzkastenvariante. Für die Bestückung wird auf den Setzkasten ein Koordinatensystem gelegt. Dabei werden jedem quadratischen Element Koordinaten der Form (x,y) zugewiesen. Die Setzkasten: "3x3" und "4x3" bilden eine Teilmenge des gezeigten "3x5" Setzkasten, der Ursprung ist jeweils das Element (1x1). Die Aufspannung ist wie folgt definiert.

2.2 Mögliche Geometrien:

Die möglichen Geometrien setzten sich aus Elementen zusammen, die in ihrer Grundfläche den quadratischen Elementen der Setzkästen (vgl. 2.1) entsprechen. Jede Geometrie verfügt über eine Arbeitsbezeichnung, in der Grafik sind sie entsprechend markiert. Zusätzlich definiert das rote X den Schwerpunkt der Geometrie. Der Schwerpunkt wird bei der Bestückung einem in 2.1 beschriebenem quadratischen Element zugewiesen.

Bei der Bestückung kann ebenfalls die Ausrichtung der Geometrien definiert werden. Es sind Rotationen der Schrittweite 90° möglich. Die in der Grafik gezeigte Ausrichtung definiert den Ursprung, Rotationen erfolgen rechtsherum.

2.3 Mögliche Farben:

Die Fabrik verfügt über ein Lager für die Geometrien. Nur im Lager verfügbare Varianten der Geometrie dürfen zur Bestückung des Setzkasten möglich sein. Der verfügbare Lagerbestand muss dadurch zu Beginn einer Verbindung zwischen App und Fabrik manuell in der App hinterlegt werden.

3. Schnittstellen

3.1 Kodierung der Varianten aus 2.

  • Sätzkästen:
    • 1 = "5x4"
    • 2 = "4x3"
    • 3 = "3x3"
  • Koordinaten:
    • x,y = "(x,y)"
  • Geometrien:
    • 0 = "1x1"
    • 1 = "2x2"
    • 2 = "I"
    • 3 = "J"
    • 4 = "L"
    • 5 = "S"
    • 6 = "T"
    • 6 = "Z"
  • Rotation:
    • 0 = "0°"
    • 1 = "90°"
    • 2 = "180°"
    • 3 = "270°"
  • Farben:
    • 0 = "schwarz"
    • 1 = "rot"
    • 2 = "grün"
    • 3 = "blau"
    • 4 = "gelb"

3.2 Kodierung einer Setzkastenkonfiguration

Bei der Übermittelung einer Setzkastenkonfiguration besteht der Befehl aus 3 Grundelementen:
  1. Anzahl der zu platzierenden Geometrien
  2. Setzkastenvariante
  3. Anordnung der Geometrien

Der String setzt sich wie folgt zusammen, die Abgrenzung von Informationseinheiten erfolgt über ein Semikolon:
"Anzahl der zu platzierenden Geometrien"; Setzkastenvariante; "Anordnung der Geometrie #1"; ...; "Anordnung der Geometrie #n"

3.2 Verwendete Kommunikationstechnologie zwischen App und Fabrik

Die Kommunikation zwischen der App und der Fabrik erfolgt über ein WLAN-Netzwerk, mit dem beide Komponenten eine bestehende Verbindung haben.

3.3 Kommunikationsprotokoll zwischen App und Fabrik

Um alle verfügbaren Fabriken in dem verbundenen Netzwerk zu finden, wird zunächst eine Broadcast Nachricht über alle IP-Adressen in dem Subnetz verbreitet. Auf diesen Broadcast antworten dann die Fabriken und identifizieren sich über ihre IP und den Fabriknamen:

  • Der Broadcast erfolgt durch folgenden Datenframe:

  • Die Identifizierung der Fabrik erfolgt durch folgenden Datenframe:

Die Steuerbefehle an die Fabrik durch die App sind aus Sicherheitsgründen verschlüsselt. Es können je nach Lagerbestand mehrere Befehle direkt nacheinander an die Fabrik gesendet werden, die dann sukzessive abgearbeitet werden.

Es erfolgt eine zyklische Anmeldung durch die App bei der Fabrik. Die Zykluszeit beträgt 0.5 Sekunden. Erfolgt binnen dieser Zeit keine erneute Anmeldung, so schließt die Fabrik automatisch die Verbindung. Nur bei einer aktiven Verbindung kann eine Bestellung abgegeben werden.

  • Die Anmeldung erfolgt durch folgenden Datenframe:

  • Die Bestätigung der Anmeldung erfolgt durch folgenden Datenframe:

Ist seit der letzten Anmeldung die Zykluszeit noch nicht abgelaufen, so kann eine Bestellung aufgegeben werden.

  • Eine Bestellung wird mit folgendem Datenframe aufgegeben:

  • Eine Bestellung wird durch folgenden Datenframe bestätigt:

  • Eine bestehende Session kann über folgenden Datenframe beendet werden:

4. Mock-ups zur Bedienung der App

4.1 Fabrikauswahl

In der Fabrikauswahl kann der Nutzer zunächst in einem, durch einen automatischen Scan befüllten, Dropdown - Menue eine Fabrik auswählen. Mit Hilfe einer individuellen Kennung kann im Anschluss eine Verbindung zu ihr aufgebaut werden. Der Status einer bestehenden Verbindung wird jederzeit angezeigt. Zu einem Zeitpunkt kann eine App eine Verdingung zu genau einer Fabrik aufbauen. Bestehende Verbindungen können in diesem Fenster wieder getrennt werden. Über den Lager-Button kann weiter zur Definition des Lagerbestands der Fabrik gewechselt werden.

4.2 Lager

Im Lager wird durch den Nutzer der aktuelle Lagerbestand der verbundenen Fabrik definiert. Ohne vorher definiertes Lager kann keine Bestellung vollzogen werden. Der Nutzer hat die Möglichkeit vorher gespeicherte Lagerbestände wieder zu laden. Nach der Definition des Lagerbestands kommt der Nutzer über den Button: "Setzkasten" weiter im Bestellprozess.

4.3 Setzkastenauswahl

In der Setzkastenauswahl kann der Nutzer eine der 3 Setzkastenvarianten auswählen, welcher dann im Folgenden bestückt wird.

4.4 Bestückung

In der Bestückung erfolgt die Auswahl der zu bestückenden Bausteine und die Platzierung auf dem Setzkasten. Im Lager nicht verfügbare Varianten werden durch Ausgrauen kenntlich gemacht.

4.5 Dokumentation der Bedienung

Über den "?"-Button auf jeder Seite gelangt man zur Dokumentation der App. In ihr wird die Bedienung detailliert beschrieben.

4.6 News Box

Störungen oder besondere Ereignisse werden durch ein PopUp in Form der "NewsBox" an den Nutzer kommuniziert. Diese kann durch einen Bestätiungs-Button wieder geschlossen werden.

4.7 Entwickler Modus

Der Entwickler Modus soll zu einer schnellen Bedienung im Testbetrieb dienen, um ein einfaches und schnelles Debugging zu ermöglichen. Dieses Fenster spielt für den Endnutzer jedoch keine Rolle.

5. Ablaufsteuerung

5.1 Mock-Up Zustandsautomat

6. Systemvoraussetzung

6.1 Unterstützte Androidversion

Ein Mobiltelefon muss mindestens über die Androidverion 6.0.1 verfügen.