En hændelsesdiskret fremgangsmåde til matematisk modellering og design af styresystemer til produktionsressourcesystemer

  • Langeland, Bjørn, (Project Participant)

    Project Details

    Description

    Nye dynamiske systemer er udviklet, stimuleret af udviklingen inden for computer- og kommunikationsteknologier. I dag er sådanne dynamiske systemer meget udbredte. En overvejende del af disse systemer har det til fælles, at aktiviteterne styres af operationelle regler, der er udviklet af mennesker. Dynamikken i disse systemer er karakteriseret ved forekomst af asynkrone diskrete hændelser, for eksempel tryk på et tastatur eller et sensor signal. Disse egenskaber for denne klasse af dynamiske systemer fører til betegnelsen Dynamiske Diskrete Hændelsessystemer (Discrete Event Dynamic Systems, DEDS), nogle gange blot benævnt Diskrete Hændelsesystemer (DES). I mængden af forskellige metoder og fremgangsmåder til modellering og design af sådanne DEDS er en ny og relativ ukendt metode dukket op, som hedder "aritmetisk repræsentation af Boolske funktioner", og den er udviklet af professor Dieter Franke [Franke, 1994]. Ved hjælp af den metode kan modeller udtrykkes på aritmetisk algebra for klassen af logiske diskrete hændelsessystemer, dvs. systemer, hvori kun rækkefølgen af hændelser er interessant. Frankes metode leverer en formel fremgangsmåde til modellering, analyse og design, som normalt kun er tilgængelig for tidskontinuerte/tidsdiskrete systemer. Da metoden desuden er baseret på diskrete værdier af variable, er den velegnet til at beskrive diskrete hændelsessystemer. Baseret på disse fakta virkede metoden så interessant, at det nærværende forskningsprojekt blev igangsat med det formål at undersøge egnetheden af Frankes metode til modellering og design af styresystemer til styring af produktionsressourcesystemer. Ph.d.-afhandling er resultatet af undersøgelsen af Frankes metode. Formålet er fulgt stringent, således at arbejdet er koncenteret mod at opnå resultater inden for anvendelsen af Frankes metode. Dette betyder, at ingen radikale ændringer af metodens fundamentale ide er blevet foreslået eller undersøgt. Derfor er produktet ved at anvende metoden stadig det samme, dvs. systemer, der er repræsenteret aritmetisk, hvorpå formelle analyser kan foretages. I stedet er der blevet foreslået et antal forbedringer af metoden, som henholdsvis bidrager til metodens tekniske grundlag, sprogbrugen i forbindelse med metoden, sådan at en mere anvendelsesorienteret sammenhæng opnås, samt til den praktiske proces ved modellering og design ved brug af metoden. De foreslåede forbedringer har ført til en forbedret modellerings- og designfremgangsmåde for Frankes metode. Ydermere er der blevet udviklet et computerstøttet værktøj til at supportere designeren/brugeren. Værktøjet leder designeren gennem trinene i den foreslåede forbedrede modellerings- og designfremgangsmåde. Til at vurdere anvendeligheden af Frankes metode i en industriel sammenhæng er et regel-baseret styresystem blevet designet til at styre opgaveeksekveringen i en automatisk tre-robot svejsecelle, der er placeret på Odense Staalskibsværft. Styringen fungerer ved at re-allokere svejseopgaver og robotter med en given begyndelsesplan for opgaveeksekveringen som reference. Styringens opførsel (performance) er vurderet på baggrund af computersimuleringer. De viser, at styringen kan fungere optimalt, når den (styringen) samarbejder med et planlægningssystem, som erstatter begyndelsesplanen med en ny plan, når styringens muligheder for re-allokeringer af robotter og opgaver er begrænsede. Afhandlingens hovedkonklusion er at Frankes metode er egnet til modellering og design af (produktions-) systemer, som kan beskrives vha. regler og heuristikker. Frankes metode og de resultater, der er opnået i det nærværende forskningsarbejde, tilvejebringer en systematisk fremgangsmåde og et stykke værktøj til modellering og design af sådanne typer af systemer. (Bjørn Langeland)
    StatusFinished
    Effective start/end date31/12/200331/12/2003