ProSeqqo: Általános megoldó robotos sorrend- és művelettervezési feladatokhoz
A technológia fejlődésével egyre több gyártási és szerelési feladat robotizálására nyílik lehetőség. A telepített cellákban a robotoknak a legkülönbözőbb feladatokat kell ellátniuk, amelyek esetén egyre gyakrabban lesz elvárás a változás, változatos működés. Mindeközben továbbra is szeretnénk minél hatékonyabban elvégezni feladatainkat, amihez elengedhetetlenek a szimulált, digitális modellek. A műveletek tervezése során célunk lehet a ciklusidők, megtett utak hosszának és minőségének optimalizálása. A robotok feladatainak tervezésére és sorrendezésére használható megközelítések NP-nehéz kombinatorikus optimalizálási modelleken, pl. az utazó ügynök problémán (Traveling Salesman Problem, TSP), és a jármű útvonal tervezési problémán (Vehicle Routing Problem, VRP) alapulnak. Ezen modellek megoldására ugyan számos megoldó és termék képes, azonban már a feladat megfogalmazása is magas szintű matematikai tudást feltételez, így a napi felhasználásban ezek nehezen elérhetők és használhatók. A gyakorlati alkalmazásokban ezért elengedhetetlen a feladat egy új, közérthető, magas kifejező erejű reprezentációja, valamint egy megoldó, ami ezen reprezentáció alapján hatékonyan számítja a tervezési feladat megoldását.
A dolgozatban bemutatásra kerülnek a robotos gyártási műveletek általános tulajdonságai, a gyakran használt matematikai modellek, pl. a TSP és a VRP fontosabb változatai, azok lehetséges megfeleltetései egymásnak, továbbá a problémák megoldására alkalmas algoritmusok. Definiálunk egy általános leíró nyelvet, amelynek célja a lehető legtöbb robotos probléma leírása (prioritások, költségek, sorrendi korlátok, erőforrás hozzárendelés). Bemutatjuk a leírás lefordítását általános utazó ügynök problémára (Generalized Traveling Salesman Problem, GTSP), valamint a valamilyen szempontból optimális végrehajtási tervek számítására alkalmas algoritmusokat. Áttekintjük az irodalomban szereplő konkrét sorrendezési feladatokat és azok leírását az elkészült modellel. Bemutatjuk a tervezőeszköz implementációját is, melyben a lefordított GTSP feladatok megoldását a Google-OR-Tools könyvtára biztosítja. Ahogy a sorrendtervezési feladatok megoldásának igénye ipari környezetben egyre gyakrabban felmerül, érdemes lehet ezt központi erőforráson futtatni, ezért megvizsgáljuk a felhő-alapú működés lehetőségeit, és bemutatásra kerül egy ehhez elkészült implementáció. Végül bemutatjuk a modell alkalmazását több ipari esettanulmányon keresztül.
szerző
-
Zahorán László
Mérnök informatikus szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Dr. Kovács András
Tudományos főmunkatárs, SZTAKI (külső) -
Dr. Hullám Gábor
docens, Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék
