EXECUTION-DRIVEN DYNAMIC MULTI-ROBOT TASK ALLOCATION MODEL EASILY APPLICABLE TO REAL CASES

Resum

Molts magatzems i fàbriques modernes utilitzen robots mòbils autònoms per a les seves operacions logístiques internes. A causa del volum de treball que tenen aquestes instal·lacions, no és pràctic assignar manualment les tasques de transport als robots de la flota. Els canvis freqüents en les ordres planificades i els esdeveniments inesperats durant la seva execució com, per exemple, el mal funcionament del robot o els embussos de trànsit, augmenten la complexitat del problema d’assignació de tasques. Tenint tot això en compte, les cerques exhaustives de solucions s’han de limitar en temps de càlcul i els seus resultats esdevenen subòptims. Les solucions pràctiques utilitzen mecanismes d’assignació menys intensius en càlcul que potser no proporcionen resultats òptims però que s’adapten molt bé als entorns dinàmics com els que s’han descrit. Un d’aquests mecanismes consisteix en subhastar les tasques entre els robots de manera que els que facin la millor oferta acabin fent el transport assignat. En aquest treball es proposa un model d’un sistema multi-agent per fer les assignacions mitjançant subhastes que millora la qualitat de les solucions d’un sistema amb subhastes simples tot incorporant-hi mecanismes de repetició. A diferència d’altres aplicacions d’assignació de tasques, que fan servir estimacions per determinar la disponibilitat dels robots, la que s’ha desenvolupat fa servir un simulador físic, cosa que permet tenir en compte l’efecte del trànsit o d’altres fenòmens. Per fer-ho possible, a més dels models de la part deliberativa dels agents del sistema, també s’han creat els models de la part reactiva dels robots. Aquests models es descriuen formalment amb un tipus propi de màquina d’estat que, a més de garantir la predictibilitat i de facilitar la verificació i la implementació del sistema, permet arribar a expressar el comportament deliberatiu dels agents. El sistema que es proposa inclou un mecanisme de sincronització amb la part física de manera que fa les assignacions i controla els robots tot fent evolucionar el conjunt de màquines fins que requereix que passi temps, com, per exemple, per deixar que els robots es moguin. Els experiments que s’han fet mostren reduccions en el temps i la distància recorreguda pels robots quan s’ajusten els paràmetres de la subhasta i s’hi fan servir repeticions. Els resultats obtinguts suggereixen que les assignacions són properes a les òptimes. Atès que el sistema d’assignació de tasques que s’ha desenvolupat controla els robots simulats durant l’execució de les tasques, la integració amb una planta amb robots reals seria directa.

Data del Ajut	8 de febr. 2023
Idioma original	Anglès
Supervisor	Lluis Ribas Xirgo (Director/a)