Daniel Bujosa Mateu försvarar sin licentiatuppsats i datavetenskap

Summering

Uppfinningen av ångmaskinen i slutet av 1700-talet markerade början på en kontinuerlig och snabb process av automatisering och förbättring inom industrin, som tog ytterligare fart i och med införandet av datorstyrda maskiner och robotik i mitten av 1900-talet. Moderna fabriker och deras produkter är beroende av hundratals specialiserade processorer, inklusive sensorer, ställdon och styrenheter, som samarbetar för att utföra uppgifter och tillhandahålla tjänster. Dessa processorer är beroende av kommunikations subsystem för att samordna och dela resurser. Dessa system, som vanligtvis kallas distribuerade system, omger oss och används av de flesta människor hela tiden. Exempel på distribuerade system finns i en mängd olika exempel, från moderna bilar till fabriker som producerar olika varor. I en bil finns det till exempel många olika sensorer och ställdon som hastighetsmätare, positionssensorer, bränsleinsprutare och tändspolar, som alla arbetar tillsammans för att se till att bilen fungerar säkert och effektivt, medan det i fabriker används robotarmar, transportband och andra anordningar för att automatisera produktionsprocessen och öka effektiviteten.

Den snabba utvecklingen av tekniken kan dock göra det svårt för företag att hålla jämna steg med de senaste verktygen och systemen, eftersom kostnaden för att införa tekniken kanske inte är kostnadseffektiv, inte bara på grund av att tekniken måste förvärvas, utan också på grund av de förändringar som införandet kräver i andra system som samarbetar. Till exempel skulle införandet av ett nytt kommunikations-subsystem kräva att alla enheter som använder det anpassas. Dessutom kräver uppgraderingen till nyare teknik ofta betydande resurser, inte bara ekonomiska utan även naturresurser. Detta kan leda till ökat avfall och ökade koldioxidutsläpp, vilket utgör en risk för miljön. Dessutom kan följderna av teknikuppgraderingar, till exempel bortskaffande av föråldrad utrustning och produktion av e-avfall, ha ytterligare miljöpåverkan.

I den här avhandlingen fokuserar vi på Time Sensitive Networking (TSN), en ny kommunikationsstandard med betydande fördelar för den framväxande tekniken. Även om TSN tekniken ger många fördelar, bland annat högre kommunikationshastighet och lägre latenstider, saknar många nuvarande industrisystem mjuk- och hårdvarukraven för att stödja denna teknik. Målet med vår forskning är därför tvåfaldigt: för det första att förbättra TSN’s mekanismer för att göra den mer attraktiv för industrin och för det andra att utveckla verktyg som möjliggör en sömlös migration och integration av äldre system till TSN, så att slutstationerna kan utnyttja fördelarna med TSN utan att behöva byta ut eller uppgradera större delen av systemet. Detta tillvägagångssätt sparar värdefull tid och resurser och minskar det avfall som uppstår under processen.