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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2022.tde-05122022-142002
Documento
Autor
Nome completo
Jackson Tavares Veiga
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2022
Orientador
Banca examinadora
Pessoa, Marcosiris Amorim de Oliveira (Presidente)
Godoy, Eduardo Paciência
Zancul, Eduardo de Senzi
Título em português
Proposta de um método para o controle de coalizão de recursos virtuais baseado em multi-agentes no contexto I4.0.
Palavras-chave em português
Idústria 4.0
Redes de Petri
Sistemas de controle
Sistemas multiagentes
Resumo em português
Os sistemas de manufatura tradicionais precisam de propostas que descrevem métodos para aderência ao contexto Indústria 4.0 (I4.0). As diretrizes da I4.0 demonstram a necessidade de auto-organização e plug-and-produce (plugar e produzir), demandando maior flexibilidade nas aplicações atuais. A virtualização dos diferentes componentes, apresentam-se promissoras para replicação dos sistemas reais no ambiente virtual. Uma área que requer atenção são os diferentes relacionamentos e atribuição de tarefas dos recursos, para que estes possam ser compreendidos no mundo virtual. O conceito de Asset-Administration Shell (AAS), fornece uma padronização para virtualização dos dados de ativos da indústria, além de introduzir o conceito de engenharia de capacidades, atendendo os requisitos de produto virtual ativo no fluxo produtivo. A cooperação das diferentes habilidades dos recursos podem ser alcançadas com apoio de aplicações de controle que realizem a escolha das funcionalidades e agrupamento dos diferentes atributos da informação. Nesse contexto, o trabalho atual propõe um método para controle e coalizão de recursos de um sistema produtivo baseado em multiagentes, por meio de virtualização destes recursos no contexto da I4.0. A proposta descreve uma metodologia que possibilite a migração dos sistemas de manufatura, uma análise do comportamento dinâmico permite validar os modelos concebidos em Redes de Petri de Alto Nível (PFS) e Rede de Petri Condição/Evento (RdP C/E) que atendem conceitos de componentes conservativos. A simulação dos processos demonstra adequação dos modelos concebidos, atendendo aos requisitos da modelagem e propriedades comportamentais. Os conceitos de invariante de lugar exercem cooperação em diferentes atividades dos agentes. Como ainda existem desafios para implementação dos conceitos utilizados, o autor espera contribuir para migração e auxílio na concepção dos modelos do método de controle adaptado às diretrizes da RAMI .40. Um exemplo de aplicação conceitual demonstra a aplicação do método, em que o controle MAS orquestra AAS gerando tabelas de coalizões que permitem melhor aproveitamento dos serviços dos recursos, estes replanejados em tempo real.
Título em inglês
Proposal of a method for coalition control of virtuals resouces based on multiagents in the I4.0 context.
Palavras-chave em inglês
Asset administration Shell - AAS
Industry 4.0
Modeling
Petri nets
Production Flow Schema - PFS
Sistemas Multiagentes - MAS
Resumo em inglês
Traditional manufacturing systems need proposals adherents to the Industry 4.0 (I4.0) context. The I4.0 guidelines demonstrate the need for self-organization and plug-andproduce, demanding greater flexibility in today's applications. The virtualization of different components is promising for replicating real systems in the virtual environment. One area that requires attention is the different relationships and task assignments of resources so that they can be understood in the virtual world. The Asset-Administration Shell (AAS) concept provides a standard for the virtualization of industry asset data, in addition to introducing the concept of capabilities engineering, meeting the requirements of an active virtual product in the production flow. The cooperation of different resource abilities can be achieved with the support of control applications that perform the choice of functionalities and grouping of different information attributes. In this context, the current work proposes a method for the control and coalition of resources of a productive system based on multi-agents, through the virtualization of these resources in the context of I4.0. The proposal describes a methodology that allows the migration of manufacturing systems, an analysis of the dynamic behavior allows validating of the models conceived in High-Level Petri Nets (PFS) and Condition/Event Petri Nets (RdP C/E) that meet concepts of conservative components. The process simulation demonstrates the adequacy of the designed models, meeting the modeling requirements and behavioral properties. The concepts of place invariant exert cooperation in different activities of agents. As there are still challenges to implementing the concepts used, the author hopes to contribute to migration and help in the design of control method models adapted to the guidelines of RAMI .40. A conceptual case study demonstrates the application of the method, in which the MAS control orchestrates AAS generating coalition tables that allow better use of resource services, which are re-planned in real-time.
 
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Data de Publicação
2022-12-05
 
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