Modul pro zpracování dat IIoT

Abstract

Práca sa venuje návrhu, implementácii a overeniu funkčnosti modulárneho systému na zber a spracovanie dát v rôznorodom prostredí priemyselného internetu vecí (IIoT) s ohľadom na koncepty myšlienky Industry 4.0. Cieľom práce je navrhnúť riešenie vhodné do produkčného prostredia a otestovať jeho funkčnosť. V úvodných kapitolách sú analyzované dostupné možnosti a využitie systémov na spracovanie dát a spôsoby komunikácie so zariadeniami v priemysle, vrátane štandardov ako OPC-UA a MQTT. Na základe analýzy požiadaviek bol navrhnutý modulárny systém postavený na architektúre mikroslužieb, kde každá služba beží v samostatnom Docker kontajneri. Implementácia systému zahŕňa vstupný modul pre zber dát, výstupný modul pre komunikáciu s externými službami, časovú databázu TimescaleDB pre efektívne ukladanie dát a webovú aplikáciu pre správu a monitorovanie. Technologicky je systém postavený na moderných nástrojoch – .NET 8 pre backend, Next.js s TypeScriptom pre frontend a gRPC pre komunikáciu medzi modulmi. Funkčnosť systému bola overená v spolupráci so spoločnosťou AGEsoft s.r.o., ktorá poskytla možnosti testovania v simulovanom prostredí. Výsledkom práce je plne funkčný, modulárny a škálovateľný systém pripravený na nasadenie v reálnych priemyselných prevádzkach.

This thesis focuses on the design, implementation, and validation of a modular system for data collection and processing in the diverse environment of the Industrial Internet of Things (IIoT), taking into account Industry 4.0 concepts. The aim of the work is to design a solution suitable for a production environment and test its functionality. The introductory chapters analyze available options for data processing systems and communication methods with industrial devices, including standards such as OPC-UA and MQTT. Based on requirements analysis, a modular system built on microservices architecture was designed, with each service running in a separate Docker container. The system implementation includes an input module for data collection, an output module for communication with external services, a TimescaleDB time-series database for efficient data storage, and a web application for management and monitoring. Technologically, the system is built on modern tools – .NET 8 for the backend, Next.js with TypeScript for the frontend, and gRPC for intermodule communication. The functionality of the system was verified in cooperation with AGEsoft s.r.o., which provided testing opportunities in a simulated environment. The result is a fully functional, modular, and scalable system ready for deployment in real industrial operations.