Obiective

Obiectivul proiectului propus este de a proiecta, implementa, testa si valida o platforma de control holonica si toleranta la defect a fabricatiei integrand roboti multipli cu ghidare vizuala automata pentru conditionarea materialelor la cerere si inspectie vizuala automata.
Activitatile de cercetare fundamentala si aplicativa propuse in proiect vor contribui intr-o mare masura la dezvoltarea de noi arhitecturi de control in domeniul controlului avansat(la cerere) al structurilor de fabricatie flexibila, folosind sisteme robot multiple. Abordarea inovativa a arhitecturii de control holonic este o contributie majora care, prin validare si dezvoltari ulterioare, reprezinta solutia optima pentru un comportament de inalta performanta, agil al sistemelor de conditionare a materialelor – parte integranta a structurilor de productie competitive de astazi.
O a doua abordare inovativa propusa in acest proiect este extensia controlului manipularii traditionale a materialelor la functii de conditionare a materialelor, permitand astfel atat relaxarea constrangerilor impuse sistemelor de transport si manipulare de catre fluxul de materiale si procesele de prelucrare, cat si integrarea in timp real a controlului calitatii in sistemul global de fabricatie. Aceasta extensie functionala devine posibila in arhitectura robot-vedere artificiala propusa prin: (i) o descriere consistenta a fluxului de materiale printr-un set eficient de trasaturi de tip forma, suprafata si pozitie a pieselor in circulatie, bazata pe prelucrarea de mare viteza, in timp real a imaginilor si (ii) aplicarea conceptelor Inteligentei Artificiale pentru obtinerea unui comportament autonom global, de auto-invatare, dependent de sarcini si de context al sistemului robotizat de fabricatie cu adaptare la mediul de lucru.
Solutiile bazate pe prelucrarea inteligenta a imaginilor, ce sunt propuse in proiectul prezent, ofera o combinatie unica care ofera simultan performanta si eficienta maxime, printr-o noua abordare a automatizarii fabricatiei numita Automatizare cu Implementare Rapida (Rapid Deployment Automation – RDA), care considera proiectarea sistemelor de Vedere Artificiala pentru Roboti (Robot Vision – RV) sau de Inspectie Vizuala Automata (Automated Visual Inspection – AVI) ca un ansamblu de procese de dezvoltare modularizate. In loc de a dedica sisteme puternic personalizate sarcinilor complexe de masurare, inspectie sau ghidare vizuala, fiecare componenta RDA – camera, procesor de vedere artificiala, manipulator robot, controller, conveior sau chiar utilitare, software de dezvoltare si depanare – este conceputa ca o parte standard perfect adaptabila la puzzle-ul oricarei sarcini de fabricatie flexibila. In aceasta abordare, necesitatea reproiectarii si reinceperii constructiei unui sistem complet care trebuie sa raspunda unor noi functionalitati este eliminata; este suficient sa se suprime, adauge sau reactualizeze componente individuale RDA conform noilor cerinte.
In cele din urma, dar nu de o importanta mai scazuta din punct de vedere stiintific, tehnica Orientata Obiect este folosita pentru obtinerea de modele si informatii duplicat ale entitatiilor de control holonice, astfel oferindu-se un cadru generic de adaptare a mecanismelor de control proiectate la orice tip de agenti de conditionare a materialelor din orice structura flexibila de fabricatie.
Proiectul de fata desfasoara activitati de cercetare atat teoretice cat si aplicative in domeniul controlului sistemelor multi-robot ca dispozitive de conditionare a materialelor in structuri de productie flexibile, conform principiului de fabricatie holonica. Arhitectura de control permite adaptarea in timp real a robotilor la mediul de lucru, la fluxul de materiale si specifiicatiile sarcinilor, prin aplicarea tehnicilor orientate-obiect si de inteligenta artificiala sistemului de vedere artificiala ce echipeaza controllerele robot.
   Arhitectura de control holonica propusa este formata de urmatoarele tipuri de entitati: Holoni de Comanda (ordine productie), Holoni Resursa, Planificatorul Global, si entitatea de Monitorizare si Baza de Date a Sistemului, materializate printr-o structura de calcul si control pe trei nivele, si interconectata printr-o retea de comunicatie toleranta la defect care urmareste executia sarcinilor de productie.
   In esenta, aria cercetarilor fundamentale si aplicative propuse in cadrul acestui proiect va contribui la dezvoltarea unei infrastructuri de inalta performanta si concentrarea unei mase semnificative de resurse umane de inalta pregatire (cercetatori in programe de Master, doctorat si post doctorat) intr-un parteneriat national pentru domeniul strategic TIC al platformei tehnologice EuropeneManufuture.

Sunt prevazute urmatoarele rezultate, pornind de la obiectivele propuse mai sus:

  1. Analiza de proces si sistem, conducand la proiectarea si configurarea unei platforme generice pentru celula de fabricatie cu patru statii robot-vedere artificiala, camere matriciale multiple stationare / mobile ce acopera campuri de vedere variate incluzand ferestrele benzii conveioare; coloana vertebrala a fabricatiei este un conveior in bucla inchisa cu trasee dublate, accesat de roboti. Ansamblu resurselor celulei va permite rularea de scenarii diverse de productie sub comanda holonica la nivel de lot de productie.
  2. Proiectarea si implementarea unui sistem de comunicatie tolerant la defect intre controllerele si calculatoarele statiilor (controllere robot, AP pentru comanda conveior, terminale robot si conveior IBM PC) si serverul central al celulei, atat la nivelul controllerelor cat si al calculatoarelor.
  3. Metodologie, solutii de comanda si algoritmi pentru problema conditionarii materialelor intr-o structura de productie multi-agent, prin aplicarea conceptelor de fabricatie holonica. Va fi proiectata o arhitectura holonica ierarhizata de control (Planificator Global, nivel Holon Comanda, nivel Conditionare Materiale, Monitorizarea si Baza de Date a Sistemului) si implementata intr-o structura software multi-tasking cu prelucrare paralela.

 

Ultima modificare 29.05.2008