Software development for monitoring and supporting intralogistics vehicles: From a laboratory prototype to an industrial prototype

Abstract

Technological progress and advancements are constant and natural. The extreme impact and the daily use of everything related to technology on everyone’s day to day life is irrefutable. The inclusion of robots and automated vehicles and machines is increasing because of the advantages linked to their use. This reality led to the beginning of a project, Smart Autonomous Mobile Units (SAMU), included in the iFactory program which comes from a partnership between Bosch Car Multimedia (CM), and University of Minho. The project consists of the automation of specific industrial vehicles used in the movement of materials and finished products that support the intralogistics processes. This dissertation presents the software process behind the transformation of a Laboratory Prototype to an Industrial Prototype. A laboratory prototype was the result of the previous stages of development since this prototype was created and tested only in a controlled environment. For the next step of the SAMU project, the Proof of Concept, it is mandatory to increase the maturity level of this prototype. The PoC will be performed on a real industrial environment having a lot more adversities than the prior tests setting where everything was under control. On the Bosch Braga plant the autonomous vehicles have to interact with manually-driven vehicles as well. For this reason, the necessity of creating a system that could coordinate the allocation of logistic services to each vehicle had to emerge. A new solution was structured and developed following the basics of software design and architecture to modify and complement the former system with all the functions it is required to have. The final solution for the central platform of the industrial prototype is composed of seven microservices and each of them have a different purpose and business logic behind. The improvement of the central platform led to the development of new functionalities, such as the organization of the vehicles’ fleet and the visualization of the vehicles dynamically moving across their area of operation. The created solution was proven, by the results, to be functioning properly and as intended. The use of microservices reinforces their advantages for this specific context, since the deployment becomes easier and their maintenance is more straightforward. Another important aspect is that the addition of new functionalities is also a more effortless process. Considering that the previous solution was being developed with microservices the preservation of this type of architecture was the right answer for the continuation of development.

O progresso a nível tecnológico é algo constante e natural. É evidente e irrefutável o ex-tremo impacto e uso diário das várias inovações nesta área no dia-a-dia de cada um. A inclusão de robôs e a automatização de máquinas é cada vez mais procurada devido às várias vantagens inerentes à sua utilização. Esta realidade levou ao início de um projeto, Smart Autonomous Mobile Units (SAMU), insirido no programa iFactory proveniente de uma parceria entre a Universidade do Minho e a Bosch Car Multimedia (CM). O projeto consiste na automatização de veículos indus-triais usados no movimento de materiais e produto acabado apoiando assim os processos intralogisticos. Esta dissertação apresenta o processo por detrás da transformação de um protótipo de laboratório num protótipo industrial. Um protótipo de laboratório foi o resultado obtido nas anteriores fases de desenvolvimento, uma vez que foi criado e testado apenas num ambiente controlado. Para a próxima etapa, a Prova de conceito, é obrigatório aumentar o nível de maturidade deste protótipo. A PoC será realizado num ambiente industrial real, com muito mais adversidades do a localização dos testes anteriores, onde tudo estava sob controlo. Na fábrica da Bosch Braga, os veículos autónomos também tém de interagir com veículos conduzidos manualmente. Por este motivo, surgiu a necessidade de criar um sistema que pudesse coordenar a alocação de serviços de logística a cada veículo. Uma nova solução foi estruturada e desenvolvida seguindo os conceitos básicos de design e arquitetura de scitzvare para modificar e complementar o sistema anterior com todas as funções necessárias. A solução final para a plataforma central do protótipo industrial é composta por sete microsserviços e cada um deles tem uma finalidade e lógica de negócio diferente. A melhoria da plataforma central leva ao desenvolvimento de novas funcionali-dades, como a organização da frota de veículos e a visualização dos veículos que se deslo-cam dinamicamente na sua área de operação. A solução criada provou, pelos resultados, estar a funcionar corretamente e conforme o planeado. O uso de microsserviços reforça as suas vantagens para este contexto específico, uma vez que o deployment se torna mais fácil e a manutenção é mais direta. Outro aspecto importante é que a adição de novas funcionalidades também se torna num processo mais fácil. Considerando que o sistema anterior estava a ser desenvolvido com microsserviços, a preservação deste tipo de arquitetura foi a solução certa a continuação do desenvolvimento.