Abstract
Inspired by the new achievements in mobile robotics having as a result mobile robots able to execute different production tasks, we consider a factory producing a set of distinct products via or with the additional help of mobile robots. This particularly flexible layout requires the definition and the solution of a complex planning and scheduling problem. In order to minimize production costs, dynamic determination of the number of robots for each production task and the individual robot allocation are needed. We propose a solution in terms of a two-level decentralized multi-agent system (MAS) framework: at the first, production planning level, agents are tasks which compete for robots (resources at this level); at the second, scheduling level, agents are robots which reallocate themselves among different tasks to satisfy the requests coming from the first level. An iterative auction based negotiation protocol is used at the first level while the second level solves a Multi-Robot Task Allocation (MRTA) problem through a distributed version of the Hungarian Method. A comparison of the results with a centralized approach is presented.
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Inspirados por los recientes avances en robótica móvil, que han dado lugar a robots móviles capaces de ejecutar distintas tareas de producción, consideramos una fábrica que produce un conjunto de productos diferentes mediante, o con la ayuda adicional de, robots móviles. Este diseño particularmente flexible requiere la definición y resolución de un complejo problema de planificación y programación. Con el fin de minimizar los costes de producción, es necesaria la determinación dinámica del número de robots para cada tarea de producción, así como la asignación individual de los robots. Proponemos una solución basada en un marco de sistema multiagente (MAS) descentralizado de dos niveles: en el primer nivel, de planificación de la producción, los agentes representan tareas que compiten por robots (recursos en este nivel); en el segundo nivel, de programación, los agentes son los propios robots, que se reasignan entre distintas tareas para satisfacer las solicitudes procedentes del primer nivel. En el primer nivel se utiliza un protocolo de negociación iterativo basado en subastas, mientras que en el segundo nivel se resuelve un problema de asignación de tareas a múltiples robots (MRTA) mediante una versión distribuida del método húngaro. Se presenta una comparación de los resultados con un enfoque centralizado.
Citation
Stefano Giordani, Marin Lujak, Francesco Martinelli: A distributed multi-agent production planning and scheduling framework for mobile robots. Computers & Industrial Engineering, Volume 64, Issue 1, 2013, Pages 19-30, Elsevier.
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