Abstract
In this paper, the static layout of a traditional multi-machine factory producing a set of distinct goods is integrated with a set of mobile production units - robots. The robots dynamically change their work position to increment the product rate of the different typologies of products in respect to the fluctuations of the demands and production costs during a given time horizon. Assuming that the planning time horizon is subdivided into a finite number of time periods, this particularly flexible layout requires the definition and the solution of a complex scheduling problem, involving for each period of the planning time horizon, the determination of the position of the robots, i.e., the assignment to the respective tasks in order to minimize production costs given the product demand rates during the planning time horizon. We propose a decentralized multi-agent system (MAS) scheduling model with as many agents as there are the tasks in the system, plus a resource (robot) owner which assigns the robots to the tasks in each time period on the basis of the requests coming from the competing task agents. The MAS model is coupled with an iterative auction based negotiation protocol to coordinate the agents’ decisions. The resource prices are updated using a strategy inspired by the subgradient technique used in the Lagrangian relaxation approach. To measure the effectiveness of the results, the same are evaluated in respect to that of the benchmark centralized model.
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Springer
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En este artículo, la disposición estática de una fábrica tradicional con múltiples máquinas, dedicada a la producción de un conjunto de bienes diferenciados, se integra con un conjunto de unidades móviles de producción —robots—. Los robots cambian dinámicamente su posición de trabajo para incrementar la tasa de producción de las distintas tipologías de productos en función de las fluctuaciones de la demanda y de los costos de producción a lo largo de un horizonte temporal dado.
Suponiendo que el horizonte de planificación se divide en un número finito de períodos de tiempo, esta disposición particularmente flexible requiere la definición y resolución de un problema complejo de programación, que implica, para cada período del horizonte de planificación, la determinación de la posición de los robots, es decir, su asignación a las tareas correspondientes, con el fin de minimizar los costos de producción dados los niveles de demanda de los productos durante dicho horizonte.
Proponemos un modelo descentralizado de programación basado en un sistema multi-agente (MAS), con tantos agentes como tareas existan en el sistema, además de un propietario de los recursos (robots) que asigna los robots a las tareas en cada período de tiempo sobre la base de las solicitudes provenientes de los agentes de tareas en competencia. El modelo MAS se acopla a un protocolo de negociación iterativo basado en subastas para coordinar las decisiones de los agentes.
Los precios de los recursos se actualizan utilizando una estrategia inspirada en la técnica de subgradientes empleada en el enfoque de relajación lagrangiana. Para medir la efectividad de los resultados, estos se evalúan en comparación con los obtenidos mediante un modelo centralizado de referencia.
Keywords
Citation
Giordani S., Lujak M., and Martinelli F.: A Decentralized Scheduling Policy for a Dynamically Reconfigurable Production System. In Holonic and Multi-Agent Systems for Manufacturing. Proceedings of the 4th Int. Conf. on Industrial Applications of Holonic and Multi-Agent Systems, HoloMAS 2009, Linz, Austria, August 31-September 2, 2009. Marìk, V., Strasser, T. and Zoitl, A., Eds., LNCS vol. 5696, pp. 102-113 Springer (2009)
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