Pobierz opis

Grzegorz Michał Kłosowski
[email protected]
Politechnika Lubelska
Wydział Mechaniczny
STEROWANIE TRANSPORTEM WEWNĘTRZNYM
Z ZASTOSOWANIEM METOD SZTUCZNEJ INTELIGENCJI
Transport wewnętrzny, zwany dalej transportem wewnątrzzakładowym, odgrywa
ważną rolę w logistyce systemów produkcyjnych. Skuteczne sterowanie transportem
wewnątrzzakładowym pozytywnie przekłada się na parametry wyjściowe systemu
produkcyjnego, którymi są: wydajność, poziom kosztów wytwarzania, wielkość zapasów
produkcji w toku i inne. W realiach polskich, na przestrzeni ubiegłych kliku dekad,
zastosowanie zautomatyzowanych systemów transportowych łączone było głównie
z elastycznymi systemami produkcyjnymi. Ilość wdrożeń tego typu systemów była jednak
bardzo mała (zaledwie kilka wdrożeń w Polsce). Ponadto idea sterowania transportem
wewnątrzzakładowym nie ogranicza się do systemów w pełni zautomatyzowanych. Produkcja
wielkoseryjna i masowa ustępuje miejsca produkcji bazującej na krótkich seriach. Postęp
technologiczny, globalizacja, wzrost oczekiwań konsumentów, konkurencja – wszystkie te
czynniki powodują, że produkty muszą ulegać nieustannym, częstym zmianom. By sprostać
takim oczekiwaniom rynku, producenci starają się stosować systemy produkcyjne, które
cechuje duży stopień automatyzacji i uniwersalności. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych
maszyn technologicznych klasy CNC, uzyskuje się uproszczenie procesów technologicznych.
Obrabiarki numeryczne, są w stanie wykonywać skomplikowane technologicznie elementy
w jednym zamocowaniu. Obróbka odbywa się automatycznie, bez ingerencji człowieka. Pracą
obrabiarki steruje program komputerowy. Rola operatora zostaje ograniczona. Czasy obróbki
stają się powtarzalne, z dokładnością do jednej sekundy.
W tej sytuacji, ważnym ogniwem łańcucha logistycznego, wpływającym na
zapewnienie ciągłości produkcji staje się transport wewnątrzzakładowy, którego dwa
zasadnicze zadania są następujące:
1
 dostarczenie części do obróbki na dane stanowisko w określonym terminie ,
 jak najszybszy odbiór obrobionych części ze stanowiska roboczego.
Podczas projektowania systemów transportu wewnątrzzakładowego należy
uwzględnić następujące priorytety:
minimalizacja przestojów spowodowanych zbyt późną dostawą części do punktu
dostawy/odbioru,
minimalizacja zapasów produkcji w toku,
minimalizacja kosztów transportu wewnątrzzakładowego, w tym:
o minimalizacja ilości środków transportowych,
o minimalizacja długości trasy przejazdu
o efektywne wykorzystanie środków transportowych.
W nowoczesnych, zautomatyzowanych systemach produkcyjnych stosowane są
różnorodne techniki, za pomocą których środek transportu jest wysyłany do określonego
1
Słowo „termin” oznacza tu moment czasu określony z dokładnością do jednej sekundy.
punktu dostawy/odbioru, w celu wykonania operacji transportowej. Zazwyczaj stosuje się
tzw. automatycznie kierowane pojazdy transportowe (AGV – Automated Guided Vehicle).
Pojazdy AGV zostały wprowadzone po raz pierwszy w roku 1955. Są to bezzałogowe środki
transportu, które poruszają się po wyznaczonych trasach.
Ze względu na dynamiczny i złożony charakter procesu produkcyjnego, sterowanie
transportem wewnątrzzakładowym w tego typu procesie stanowi duże wyzwanie. Wciąż nie
została opracowana jedna, klasyczna metoda określania wielkości partii produkcyjnej.
Problem ustalania wielkości zapasów produkcji w toku także nie ma jednoznacznego
rozwiązania. Nie ma jednolitej, ścisłej i sformalizowanej metodyki projektowania systemów
transportu wewnątrzzakładowego. Nie jest także znana reguła pozwalająca określić ilość
środków transportowych dla danego systemu produkcyjnego.
Biorąc pod uwagę ww. problemy, można przyjąć założenie, iż skuteczną metodą
rozwiązywania ww. problemów może okazać się symulacja komputerowa. Sprawnie
działający, szybki i skalowalny sterownik zaimplementowany do programu symulacyjnego,
który pozwalałby w krótkim czasie modelować określone przypadki związane z obsługą
transportową systemu produkcyjnego, opisanego za pomocą wybranych parametrów, może
być skutecznym narzędziem projektowania nowych i ulepszania istniejących systemów
transportu wewnątrzzakładowego.
Zakres pracy obejmuje następujące działania:
1. Opracowanie koncepcji obiektu badań oraz metodyki pomiarów poprzez:
a. teoretyczne i praktyczne (komputerowe) opracowanie modułu sterującego
opartego o techniki sztucznej inteligencji z przeznaczeniem do sterowania
transportem wewnątrzzakładowym,
b. komputerowe opracowanie uniwersalnego, dynamicznego symulatora systemu
produkcyjnego obejmującego: maszyny technologiczne, system transportu
wewnątrzzakładowego oraz moduł sterujący (sterownik).
2. Przeprowadzenie badań symulacyjnych na symulatorze, o którym mowa w punkcie
1b, w celu weryfikacji skuteczności działania sterownika, o którym mowa w punkcie
1a.
3. Wykazanie, że prezentowana w pracy metoda sterowania transportem
wewnątrzzakładowym, oparta na technikach sztucznej inteligencji jest skuteczna oraz
pozwala uzyskać lepsze efekty niż inne metody deterministyczne i stochastyczne,
dla określonych konfiguracji systemów AGV.