Die Globalisierung der Produktion und des Wirtschaftsverkehrs nimmt zu. Produkte werden nicht mehr an den Orten hergestellt, wo sie gebraucht, sondern wo Arbeitskräfte billig, das Know-how vorhanden oder Subventionen gezahlt werden. Dieser Trend birgt neben den sozialen auch technische Probleme. Für die Logistik dedeudet das beispielsweise: Die Waren müssen zur richtigen Zeit am richtigen Ort in der richtigen Menge verfügbar sein und in den Warenfluss sollen so wenig Menschen wie möglich eingreifen. Zusätzlich müssen neue oder lokale Gesetze beachtet und integriert werden. Ein solches Gesetz ist zum Beispiel die lückelose Dokumentation der kompletten Produkthistorie für jede einzelne Arzneimittelnpackung. Eine mögliche Lösung dieser Probleme könnte die Vernetzung der realen Welt mit der virtuellen Welt darstellen. Ein Lösungsansatz stellt das EPC-Netzwerk dar.
Ein globales Netzwerk braucht jedoch Komponenten, die lokal in das Geschehen
eingreifen und Produkte, die im Netz verloren gegangen sind, wieder finden oder die
vorhandenen Informationen auf Stimmigkeit über-prüfen. Diese Arbeit könnten mobile
kooperative Software-Agenten übernehmen. Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit stehen deshalb diese zwei Technologien, das EPCNetzwerk und die Software-Agenten. Ziel ist es, diese beiden grundsätzlich voneinanderunabhängigen Technologien miteinander zu verbinden. Dabei sollen kooperative und mobile Software-Agenten auf die im EPC-Netzwerk zur Verfügung stehenden Informationen zugreifen. Zu beweisen soll sein, ob diese daraus gewonnenen Synergieeffekte Informationen in einer bisher nicht zur Verfügung stehenden Qualität und Form liefern.
Dazu ist es wichtig, in einem ersten Schritt die vorhandenen Denkansätze in der Literatur zusammenzutragen, auszuwerten und darzustellen. In einem zweiten Schritt wird mithilfe der gewonnenen Grundlagen ein Konzept erarbeitet, wie Software-Agenten und EPC-Netzwerk theoretisch miteinander verbunden werden können. Anhand von Szenariobeispielen soll anschließend der Mehrwert dieses Verbundes gezeigt werden. In einem letzten Schritt wird das erarbeitete Konzept mit seiner Theorie prototypisch in die Praxis überführt. Dabei unterstützt ein statischer Software-Agent einen mobilen Software-Agenten bei der Suche nach Informationen im EPC-Netzwerk.
Die Idee zur vorliegenden Arbeit entstand im Rahmen einer Kompetenzbildungsmaßnahme an der Fraunhofer Arbeitsgruppe der Technologien der Logistik-Dienstleistungswirtschaft ATL in Nürnberg.
Inhaltsverzeichnis
1 EINLEITUNG UND MOTIVATION
2 GRUNDLAGEN
2.1 Grundlagen des EPC-Netzwerks
2.1.1 Die Grundidee hinter dem EPC-Netzwerk
2.1.2 Das Auto-ID Center
2.1.3 Beispielanwendung des EPC-Netzwerks
2.1.4 Die Systemkomponenten des EPC-Netzwerks
2.2 Grundlagen der Software-Agenten
2.2.1 Definitionen für Software-Agenten
2.2.2 Eigenschaften von Software-Agenten
2.2.3 Agentenorientierte Software, ein Paradigma zur Software-Entwicklung
2.2.4 Aufgaben von Software-Agenten
2.3 Grundlagen der Darstellung und Verteilung von Wissen
2.3.1 Darstellungsformen von Wissen
2.3.2 Sprechakttypen: Frage, Mitteilung oder Anweisung
2.3.3 Ontologie: Nicht nur die Syntax verstehen, sondern auch den Inhalt
2.3.4 Lernen: Alte Fehler vermeiden, neue Fähigkeiten erlernen
2.4 Realisierung von kooperativen Software-Agenten
2.4.1 Der erste Schritt zur Kooperation: Die Fähigkeit zur Kommunikation
2.4.2 Der zweite Schritt zur Kooperation: Eine Sprache, die nicht nur Daten überträgt
2.5 Realisierung von mobilen Software-Agenten
2.5.1 Anforderungen an die Programmiersprache
2.5.2 Die Suche nach Informationsquellen
2.6 Agenten-Plattformen
2.6.1 Aufbau und Aufgabe der Agenten-Laufzeitumgebung
2.6.2 Übersicht Agenten-Plattformen
2.6.3 Beschreibung der Agenten-Plattform JADE
2.6.4 Beschreibung der Agenten-Plattform Aglets
3 EPC-NETZWERK UND SOFTWARE-AGENTEN
3.1 Wie erhalten Software-Agenten Zugang zum EPC-Netzwerk
3.2 Die Wissensdarstellung der Software-Agenten
3.2.1 Wissensaustausch mit dem EPC-Netzwerk
3.2.2 Definition der Ontologie für den Einsatz im EPC-Netzwerk
3.2.3 Definition der Sprechakttypen für den Einsatz im EPC-Netzwerk
3.2.4 Eine typische Unterhaltung zweier Agenten
3.2.5 Austausche von Wissen zwischen Agenten und EPC-Netzwerk
3.3 Szenariobeispiele für den Einsatz von Software-Agenten im EPC-Netzwerk
3.3.1 Integrieren von nicht standardkonformen RFID-Lesegeräten
3.3.2 Inventur
3.3.3 Suche nach vermissten Produkten
3.3.4 Suche nach bestimmten Fehlermustern
3.3.5 Modellierung des EPC-Netzwerks mit Hilfe von Software-Agenten
3.3.6 Jedes Produkt wird durch einen mobilen Agenten begleitet
4 BESCHREIBUNG DER AM SYSTEM BETEILIGTEN AGENTEN
4.1 Programmierung von mobilen Agenten mit Aglets
4.1.1 Die Aglet Klasse
4.1.2 "Hello World"-Beispiel mit einem Aglet
4.1.3 Erweiterung des Beispiel um die Mobilität
4.1.4 Probleme der schwachen Migration, am Beispiel einen Datenbankzugriffs
4.2 Beschreibung der erzeugten Java-Klassen
4.2.1 C_Knowledge: Eine Klasse zur Verwaltung der Wissensbasis
4.2.2 C_Predicate: Eine Klasse zur Verwaltung einer Klausel
4.2.3 C_Aglet: Oberklasse für Software-Agenten mit Aglets
4.3 Beschreibung der erzeugten Software-Agenten
4.3.1 Ein stationärer Schnittstellenagent als Verbindung zum EPC-Netzwerk
4.3.2 Ein mobiler Suchagent für die Informationssuche
5 RESÜMEE UND AUSBLICK
Zielsetzung & Themen
Ziel der Arbeit ist es, die voneinander unabhängigen Technologien des EPC-Netzwerks und der Software-Agenten miteinander zu verbinden, um kooperative und mobile Software-Agenten den Zugriff auf Informationen im EPC-Netzwerk zu ermöglichen und zu prüfen, ob daraus Synergieeffekte entstehen. Die Forschungsarbeit umfasst dabei die Literaturanalyse, die theoretische Konzeption einer Verbindung beider Systeme, eine prototypische Implementierung unter Verwendung von Java und der Agenten-Plattform Aglets sowie die Demonstration des Mehrwerts anhand von Szenariobeispielen.
- Grundlagen des EPC-Netzwerks und der RFID-Technologie
- Eigenschaften, Architektur und Einsatzgebiete von Software-Agenten
- Konzepte der Wissensdarstellung und des kooperativen Informationsaustauschs
- Prototypische Realisierung mit Java-Klassen und mobilen Aglets
- Anwendungsszenarien wie Inventur und Suche nach vermissten Produkten
Auszug aus dem Buch
3.3.1 Integrieren von nicht standardkonformen RFID-Lesegeräten
Das Auto-ID-Center hat eine Spezifikation erstellt, wie ein RFID-Lesegerät mit dem EPC-Netzwerk kommunizieren soll. RFID-Lesegeräte werden und wurden aber von einer großen Anzahl verschiedener Hersteller produziert. Deshalb kann es noch einige Jahre dauern, bis sich ein wirklich gemeinsamer Standard durchgesetzt hat. Eine Firma, die lieber jetzt als später auf RFID-Technologie und das EPC-Netzwerk setzen will, könnte in Zukunft Probleme bekommen, wenn sich der Standard ändert. Eine Lösung des Problems ist, dass ein Software-Agent das RFID-Lesegerät mit dem EPC-Netzwerk verbindet. In Abbildung 1 oben will das RFID-Lesegerät einem Savant-System etwas mitteilen, das Savant-System versteht die Informationen des RFID-Lesegerätes nicht und weist die Kommunikation ab. In Abbildung 1 unten ist ein Software-Agent dazwischen geschaltet. Wenn das RFID-Lesegerät dem Savant-System etwas mitteilen will, beauftragt es den Software-Agenten, die Informationen in eine für das Savant-System verständliche Form zu übersetzen.
Der wichtigste Teil eines solchen zwischengeschalteten Agenten ist seine Kommunikationsfähigkeit. Der Agent muss mit dem Savant-System kommunizieren können und eine Verbindung zum RFID-Lesegerät herstellen können. Der Software-Agent kann für das Savant-System in Form eines Webservices auftreten. Dabei werden die Techniken der Webservices benutzt, um den Agenten kommunikationsfähig zu machen. Für den Kontakt zu den nicht standardisierten RFID-Lesegeräte gibt es verschiedene Möglichkeiten. Ein reaktives Kompetenzmodul kann direkt für jedes Lesegerät bereitgestellt werden oder der Agent lernt mit der Zeit die Sprache der Lesegeräte, mit denen er Kontakt hat. Dieser Agent braucht keine proaktive Komponente die seinen weiteren Ziele plant, er handelt nur, wenn Informationen zu übersetzen sind. Er wird nicht von sich aus tätig, und besitzt auch keine Vorstellung von der Welt, die ihn umgibt.
Zusammenfassung der Kapitel
1 EINLEITUNG UND MOTIVATION: Diese Einleitung thematisiert die zunehmende Globalisierung in der Produktion und Logistik und stellt die Vernetzung der realen mit der virtuellen Welt durch das EPC-Netzwerk sowie den Einsatz mobiler kooperativer Software-Agenten als Lösungsvorschlag für aktuelle Herausforderungen vor.
2 GRUNDLAGEN: Dieses Kapitel liefert das theoretische Fundament zu den beiden Kerntechnologien: EPC-Netzwerke (RFID, Auto-ID Center, Savant-Systeme) und Software-Agenten (Definitionen, Eigenschaften, Kooperationsformen) sowie deren Wissensdarstellung.
3 EPC-NETZWERK UND SOFTWARE-AGENTEN: Hier wird die praktische Verbindung der beiden Welten analysiert, indem beschrieben wird, wie Software-Agenten mittels Schnittstellenagenten auf das EPC-Netzwerk zugreifen können, ergänzt um konkrete Szenariobeispiele für deren Einsatz.
4 BESCHREIBUNG DER AM SYSTEM BETEILIGTEN AGENTEN: Dieses Kapitel erläutert die technische Implementierung der Software-Agenten unter Verwendung der Aglet-Plattform und beschreibt die erzeugten Java-Klassen wie C_Knowledge, C_Predicate und C_Aglet.
5 RESÜMEE UND AUSBLICK: Das Resümee fasst die Ergebnisse der Arbeit zusammen: Die technische Verbindung ist möglich, scheitert jedoch derzeit noch an mangelnder Infrastruktur, fehlenden Standards für Software-Agenten und gesellschaftlichen Datenschutzbedenken.
Schlüsselwörter
EPC-Netzwerk, Software-Agenten, RFID, Auto-ID Center, Savant-System, PML, Aglets, Java, Wissensrepräsentation, Ontologie, Multi-Agentensysteme, Kooperation, Mobile Agenten, Inventur, Prolog
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Masterthesis grundlegend?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der technischen Verbindung von EPC-Netzwerken, welche die reale Welt mit dem Internet verknüpfen, und Software-Agenten, um Synergieeffekte bei der Informationssuche und Prozesssteuerung zu erzielen.
Welche zentralen Themenfelder behandelt das Dokument?
Die zentralen Themen sind der Aufbau von EPC-Netzwerken, die Eigenschaften und Fähigkeiten von intelligenten Software-Agenten sowie Methoden zur Wissensrepräsentation und zum Datenaustausch zwischen diesen Systemen.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Hauptziel besteht darin, ein Konzept zu erarbeiten, wie Software-Agenten und EPC-Netzwerk theoretisch miteinander verbunden werden können, um durch kooperative und mobile Agenten einen Mehrwert an Informationsqualität zu schaffen, und dieses Konzept prototypisch umzusetzen.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Die Autor verwendet einen strukturierten Ansatz: Zunächst werden literaturbasierte Grundlagen zusammengetragen und ausgewertet. Danach erfolgt eine theoretische Konzeption, gefolgt von der praktischen Überführung in die Anwendung durch eine prototypische Implementierung mit Java und der Aglet-Plattform, abgerundet durch die Validierung anhand von Szenarien.
Was umfasst der Hauptteil der Arbeit?
Der Hauptteil behandelt die Grundlagen des EPC-Netzwerks und von Software-Agenten, die Konzepte zur Wissensverarbeitung (Ontologien, Sprechakte), Strategien zur Realisierung von kooperativen und mobilen Agenten, deren Interaktion mit Savant-Systemen sowie die konkrete Programmierung der Aglets.
Wie lässt sich die Arbeit durch Schlüsselwörter charakterisieren?
Die wichtigsten Begriffe sind EPC-Netzwerk, Software-Agenten, RFID, mobile Agenten, Savant-System, Ontologien, Wissensrepräsentation und die Programmiersprache Java.
Welche Probleme löst der Einsatz von Software-Agenten bei RFID-Lesegeräten?
Software-Agenten fungieren hier als Schnittstellen oder Übersetzer, die es ermöglichen, nicht standardkonforme RFID-Lesegeräte in das EPC-Netzwerk zu integrieren, ohne dass das Savant-System für jeden neuen Herstellertyp angepasst werden muss.
Warum ist das Thema der Wissensdarstellung für Agenten so wichtig?
Die explizite Darstellung von Wissen (etwa durch Ontologien und Prädikatenlogik) ermöglicht es den Agenten, nicht nur Daten zu übertragen, sondern den Kontext zu verstehen, bei der Kommunikation Missverständnisse zu erkennen und logische Schlussfolgerungen zu ziehen.
- Arbeit zitieren
- M.Sc. Fritz Meier (Autor:in), 2005, Entwurf und prototypische Implementierung eines EPC-Netzwerks unter Einsatz von mobilen kooperativen Software-Agenten zur Informationssuche, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/78347
