Cooperation & coordination of distributed intelligent agents for manufacturing systems


Thesis Type: Doctorate

Institution Of The Thesis: Marmara University, Institute for Graduate Studies in Pure and Applied Sciences, Department of Industrial Engineering (Eng), Turkey

Approval Date: 2015

Thesis Language: English

Student: BANU ÇALIŞ

Consultant: Ercan Öztemel

Abstract:

Zeki etmenlerin otomasyona bağlı karar verme sistemlerinin tasarımında ve operasyonel uygulama alanlarındaki kullanımı, günden güne daha popülerlik kazanmaktadır. Tanım olarak etmenler, bağımsız olarak çalışabilen, ilgili olayları yönetebilen ve bu olaylara bağlı sorunlara karşılık gelen problemlere mümkün olan en iyi çözümü üretme yeteneğine sahip bilgisayar tabanlı sistemlerdir. Günümüz gelişmeleri, imalat sektöründe tamamiyle otomasyona dayalı makine tasarımlarına da ihtiyaç olduğunu göstermektedir ancak sadece otomasyon sistemleri etken bir imalat sistemi için yetersizdir. Zeki yeteneklere sahip üretim sistemlerinin artması, özellikle işçi verimliliğinin arttırılmasında, verimliliğin güvence altına alınmasında ve ürün/süreç kalitesinde ciddi avantajlar sağlamaktadır. Üretimin tasarım, planlama, izleme, test etme, depolama gibi çeşitli fonksiyonların bir araya gelmesi ile oluşması ve bu fonksiyonların otonom sistemlere dönüştürülmesi, insansız fabrikalar için önemli bir katkı oluşturmaktadır. Bu ise ancak sağlıklı ve bütünleşik bir yapı ile olabilir. gelmesi ile oluşması ve bu fonksiyonların otonom sistemlere dönüştürülmesi, insansız fabrikalar için önemli bir katkı oluşturmaktadır. Bu ise ancak sağlıklı ve bütünleşik bir yapı ile olabilir. Fonksiyonlar arası entegrasyonun sağlanabildiği bir üretim sistemi elde edebilmek için, bütünleşik zeki etmen tabanlı sistemlere ihtiyaç vardır. Etmenler için bazı bilgi paylaşım çevreleri yaratma çalışmaları olmasına rağmen, iş birlikteliği ve koordinasyon stratejilerine bağlı olarak kolaylıkla uygulanabilecek entegre sistemlere olan ihtiyaç hala mevcuttur. Burada temel odak noktası, amaç veya sonuç odaklı iş birlikteliğinin sağlanmasıdır, başka bir deyişle etmenlerden artık sadece bilgi sağlama va paylaşımında bulunma değil, ayrıca sonuçları takip ederek kendi bilgi seviyelerini güncellemeleri beklenir. Çalışmanın amacı, özellikle üretimde, imalat sistemlerinde zeki etmenlerin işbirliği ve koordinasyonu üzerine bir yöntem geliştirilmesidir. Çalışma kapsamında, zeki imalat sistemlerinde planlama, üretim, stok yönetimi ve satın alma fonksiyonlarını entegre eden, amaç odaklı ve hiyerarşik bir model önerilmiştir. Çalışmanın literatüre sağladığı en belirgin katkı, amaçları süreçlerdeki operasyonlara, operasyonları makinalara, makinaları üretilen ürün tiplerine, ürünleri ham maddelerine ve hammaddeleri tedarikçilere ilişkilendirerek ölçen entegre bir yapı oluşturmasıdır. Önerilen model, kabin üretimi yapan gerçek bir üretim sisteminde uygulanmış ve uygulama sonuçları modelin, sistemin etkinliğini ve verimliliğini açık bir şekilde iyileştirdiğini göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Etmen, Etmen Tabanlı Sistemler, Üretim ABSTRACT Utilization of intelligent agents in the design of automation-based decision making systems and operational application field has been gaining popularity day by day. The agents, by definition, are computer-based systems, which could operate independently, manage the relevant events and have the ability to generate the best possible solution to troubles that correspond to the problems depending on these events. Today’s developments illustrate that machinery designs that depend on automation completely in the manufacturing sector are needed however automation systems only is not sufficient for an effective manufacturing system. Increase in manufacturing systems that have intelligent abilities enables especially improvement of worker efficiency, assuring efficiency and providing critical advantages in product/process quality. Generation of production with the gathering of various functions such as design, planning, monitoring, testing and storage and turning these functions to autonomous systems makes crucial contribution to unmanned factories. This in turn can happen only by a healthy and integrated structure. In order to obtain a manufacturing system where inter-functional integration is managed, integrated intelligent agent-based systems are needed. Although there are studies to create some information sharing settings for the agents, there is still need for integrated systems which could be applied conveniently depending on work synergy and coordination strategies. The fundamental focus point here is ensuring work synergy focusing on purpose or corollary, in other words, it is expected from the agents not only supplying information or sharing but also monitoring the results and updating their own knowledge levels. The purpose of the study is to develop a method on cooperation and coordination of intelligent agents in manufacturing systems, specifically in manufacturing. In the scope of this thesis, a hierarchical intelligent based model that entegrates planning, manufacturing, stock management and procurement functions of manufacturing systems.The proposed model is different from other studies in the literature in terms of applying an integrated and interoperable structure including an opportunity for measurability of suppliers; operations included in the processes, machinery for operation execution, products manufactured using available machinery and supplies and raw materials used for the manufacturing of the products. A real case study is implemented in a cabinet manufacturing company. The results showed that proposed model prominently increased the efficiency and effectiveness of the system. Key Words: Agent, Agent Based Systems, Manufacturing