Un Nuevo Marco para el Problema Integrado de Planificación de Talleres y Planificación de Rutas de Vehículos

Área de la Ciencia:

• Ingeniería de Fabricación
• Robótica
• Investigación de Operaciones

Sus antecedentes:

• La fabricación tradicional tiene dificultades con las demandas flexibles como los lotes pequeños.
• Los problemas de planificación de talleres con transporte (JSP-T) existentes a menudo descuidan la planificación de rutas de robots y la evitación de colisiones.
• La fabricación flexible requiere soluciones integradas para la planificación, la asignación de tareas y la planificación de rutas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un marco unificado para la planificación de talleres, la asignación de tareas de robots de manipulación de materiales y la planificación de rutas sin conflictos.
• Minimizar el tiempo máximo de finalización (Makespan) integrando el tiempo de manipulación y las rutas de los robots.
• Mejorar la adaptabilidad a los cambios de trabajo en la fabricación flexible.

Principales métodos:

• Un modelo de problema JSP-T ampliado que incorpora el tiempo de manipulación y las rutas de los robots.
• Una Red de Q Profunda (DQN) mejorada para la planificación dinámica.
• El algoritmo de Búsqueda Basada en Prioridades (PBS) para la planificación de rutas sin conflictos.

Principales resultados:

• El algoritmo de planificación propuesto mejoró el Makespan en un 9,7% en comparación con PPO.
• El algoritmo PBS generó con éxito rutas optimizadas y sin conflictos para múltiples robots.
• El marco integrado demostró un rendimiento mejorado en Makespan y optimización de rutas.

Conclusiones:

• El novedoso marco integra eficazmente la planificación, la asignación de tareas y la planificación de rutas para la fabricación flexible.
• El enfoque mejora la eficiencia de la producción y la adaptabilidad en entornos de taller dinámicos.
• Este método proporciona una solución robusta para complejos desafíos de planificación y navegación de robots.