This article presents the most valuable and applicable open-source tools and communication technologies that may be employed to create models of production processes by applying the concept of Digital Twins. In recent years, many open-source technologies, including tools and protocols, have been developed to create virtual models of production systems. The authors present the evolution and role of the Digital Twin concept as one of the key technologies for implementing the Industry 4.0 paradigm in automation and control. Based on the presented structured review of valuable open-source software dedicated to various phases and tasks that should be realised while creating the whole Digital Twin system, it was demonstrated that the available solutions cover all aspects. However, the dispersion, specialisation, and lack of integration cause this software to usually not be the first choice to implement DT. Therefore, to successfully create full-fledged models of Digital Twins by proceeding with proposed open-source solutions, it is necessary to make additional efforts due to integration requirements.

No abstract

No abstract

No abstract

Zezwala się na korzystanie z artykułu na warunkach licencji Creative Commons Uznanie autorstwa 3.0 WprowadzenieInternet Rzeczy IoT (ang. Internet of Things) jest stosunkowo nową koncepcja, w której przedmioty mogą wymieniać między sobą informacje z wykorzystaniem sieci Internet [1,2]. Dostęp do danych jest możliwy z każdego miejsca, które jest objęte zasięgiem sieci. Taką ideę można wykorzystać na etapie projektowania systemów sterowania różnych urządzeń. Rozwiązanie takie stosowane jest często w instalacjach automatyki budynkowej, próbuje się je wprowadzać w urządzeniach gospodarstwa domowego. Idea ta jest wprowadzana do rozwiązań stosowanych w zakładach przemysłowych pod nazwą Przemysł 4.0 [3]. W przypadku rozwiązań zgodnych z koncepcją Internetu Rzeczy unika się hermetyzacji układu sterowania. Rozbudowa systemu jest zwykle bezproblemowa.Rozwiązania opracowane dla Internetu Rzeczy można też wykorzystać w systemach sterowania robotów mobilnych. W istniejących konstrukcjach robotów najczęściej stosowane są zamknięte rozwiązania systemów sterowania, w których nie ma bezpośredniego dostępu z sieci Internet do sygnałów sterujących robota [4]. Podejście takie powoduje, że utrudnione jest serwisowanie tych urządzeń oraz integracja z innymi systemami. Monitorowanie pracy tego typu konstrukcji wymaga zazwyczaj wykorzystania specjalizowanego oprogramowania. Wykorzystanie koncepcji Internetu Rzeczy pozwala na obniże-nie kosztów i uproszczenie integracji sytemu sterowania robota z jego otoczeniem.Przykładem takiego rozwiązania jest system operacyjny ROS [5]. Wykorzystuje on w warstwie wymiany informacji mechanizm przekazywania komunikatów z wykorzystaniem sieci komputerowej. Nie jest to jednak rozwiązanie w pełni zgodne z koncepcją Internetu Rzeczy, gdyż w warstwie sterowania wykorzystuje własny system wymiany komunikatów, który wymaga dodatkowych systemów, umożliwiających publikowanie danych w sieci Internet. Innym przykładem są rozwią-zania prezentowane w pracach [6,7], gdzie wykorzystywany jest protokół MQTT, stosowany do wymiany danych między urządzeniami w Internecie Rzeczy [2]. Zaletą tych rozwiązań jest oparcie się na standardowym protokole, który pozwala na bezpośredni dostęp do systemu sterowania i danych udostępnianych przez robota z sieci Internet. W oparciu o tą ideę opracowany został w ramach przygotowań do zawodów European Rover Challenge oraz projektów [8, 9] system sterowania mobilnego robota manipulacyjnego, prezentowany w dalszej części pracy. W ramach pracy przedstawiona została konstrukcja podwozia i ramienia mobilnego robota manipulacyjnego. Zaprezentowano architekturę sprzętową systemu sterowania. Przedstawiono wykorzystany protokół sieciowy oraz system komunikatów. Zaprezentowano także oprogramowanie sterujące podwoziem oraz ramieniem robota. Budowa pojazduProjekt wielozadaniowego robota manipulacyjnego wymaga uwzględnienia warunków środowiskowych pracy tego urzą-dzenia oraz obszaru jego zastosowań. Odpowiednio sprecyzowane założenia projektowe powinny dodatkowo uwzględniać zagadnienia obejmujące sp...