Preview

Мехатроника, автоматизация, управление

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Коллаборативные мультиагентные системы — альтернатива полной автоматизации производства

https://doi.org/10.17587/mau.21.404-411

Полный текст:

Аннотация

Предложен подход, отвечающий современным экономическим трендам и являющийся альтернативой полной автоматизации процессов, основанный на использовании коллаборативных мультагентных систем (КМАС). В данной концепции люди и роботы рассматриваются как агенты в едином сенсорно-информационном поле, являющиеся исполнителями поставленных задач в рамках достижения целей функционирования коллаборативной мультиагентной системы. Актуальность КМАС обусловлена тем, что возможности промышленного использования полностью автоматизированных многокомпонентных систем ограничены финансовой и инфраструктурной неготовностью различных производств к переходу на полностью безлюдные технологии. Предлагаемый подход сочетает самые последние, но остающиеся вполне окупаемыми достижения техники наряду с высококвалифицированным трудом человека. Использование КМАС будет экономически оправдано при изготовлении продукции малыми сериями, в условиях быстрой сменяемости продуктовых линеек, а также наличия дефицита персонала. В статье показано, что такой подход может позволить существенно снизить затраты на автоматизацию, обеспечив при этом выполнение заданных показателей производства.

Данный подход позволяет по-новому взглянуть на человека, рассматривая его и робота как равноценных партнеров внутри коллаборативной системы в рамках выполнения поставленных задач. В работе сформулированы и представлены основные понятия и отличительные характеристики КМАС, даны обоснования их применения.

Создание нового класса КМАС требует решения ряда проблем, связанных со взаимодействием человека и робота. Рассмотрены вопросы, связанные с работой человека внутри коллаборативной системы, с рациональным разделением функций человека и автоматизированной производственной системы в соответствии с необходимым уровнем коллаборации. Включение человека с его психоэмоциональными и физическими особенностями как равноценного агента КМАС обусловливает трудности формализации КМАС, связанные с необходимостью учета этих особенностей, создания сенсорно-информационной системы. В работе рассмотрены возможные способы формализации КМАС и подходы к управлению.

Об авторе

В. В. Серебренный
МГТУ им. Н. Э. Баумана
Россия

Кандидат технических наук

г. Москва



Список литературы

1. Crisman Jill D. Grand challenges for robotics and automation: The 1996 ICRA panel discussion // IEEE Robotics Automat. Mag. 1996. N. 3, 4. P. 10—16.

2. Shereuzhev M., Serebrenny V. Industrial collaborative multi-agent systems: main challenges // Proceedings of 14th International Conference on Electromechanics and Robotics "Zavalishin’s Readings". Springer, 2019.

3. Ющенко А. С. Коллаборативная робототехника: состояние и новые задачи // Мехатроника, автоматизация, управление. 2017. Т.18, № 12. С. 812—819.

4. Serebrenny V. V. et al. Technological Collaborative Robotic Systems // AIP Conference proceedings. 2019.

5. Akella P. et al. Cobots for the automobile assembly line // IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation. ICRA. 1999.

6. Kolbeinsson A., Lagerstedt E., Lindblom J. Classification of Collaboration Levels for Human-Robot Cooperation in Manufacturing // Advances in Manufacturing Technology XXXII: OS Press, 2018.

7. Ющенко А. С. Эргономические проблемы коллаборативной робототехники // Робототехника и техническая кибернетика. 2019. Т. 7, № 2.

8. Yuschenko A. S., Konyshev D. V., Vorotnikov S. A., Zhonin A. A. Мimic Recognition and Reproduction in Bilateral Human-Robot Speech Communication // Springer, Lecture Notes in Artificial Intelligence, 9812. ICR-2016. P. 133-142.

9. Назарова А. В., Рыжова Т. П. Методы и алгоритмы мультиагентного управления робототехнической системой

10. // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. "Приборостроение", 2012.

11. Мунипов В. М., Зинченко В. П. Эргономика: человеко-ориентированное проектирование техники, программных средств и среды. М.: Лотос, 2001.

12. Ломов Б. Ф. Методологические и теоретические проблемы психологии. М.: Наука, 1999. 163 с.

13. Каляев И. А., Гайдук А. Р., Капустян С. Г. Модели и алгоритмы коллективного управления в группах роботов. М.: Физматлит, 2009.

14. Islam Md Jahidul, Mo Jiawei, Sattar Junaed. Robot-toRobot Relative Pose Estimation using Humans as Markers, 2019, arXiv:1903.00820 [cs.RO].

15. Ермакова Е. С. Изучение диалектических структур мышления в психологии // Вестник ЛГУ им. А. С. Пушкина. 2010. Т. 2.

16. Анохин П. К. Философские аспекты теории функциональной системы. М.: Наука, 1978.

17. Vorotnikov S., Ermishin K., Nazarova A., Yuschenko A. Multi-agent robotic systems in collaborative robotics // Lecture Notes in Computer Science. 2018. Vol. 11097 LNAI. DOI: 10.1007/978-3-319-99582-3_28

18. Peshkin M. A., Colgate J. E., Wannasuphoprasit W., Moore C. A., Gillespie R. B., Akella P. Cobot architecture // IEEE Transactions on Robotics and Automation. 2001. Vol. 17, N. 4. P. 377—390. doi: 10.1109/70.954751.

19. Figat M., Zieliński C. Methodology of Designing Multi-agent Robot Control Systems Utilising Hierarchical Petri Nets // International Conference on Robotics and Automation (ICRA). 2019.

20. Юревич Е. И. О проблеме группового управления роботами // Мехатроника, автоматизация, управление. 2004. № 2. C. 9—13.

21. Timofeev A. V. Intelligent Control and Operations Research for Multi-Agent Robot Systems // International Autonomous Systems: Intern. Scientific Issue. Karlsruhe-Ufa: USATU, 1998. P. 119—124.


Для цитирования:


Серебренный В.В. Коллаборативные мультиагентные системы — альтернатива полной автоматизации производства. Мехатроника, автоматизация, управление. 2020;21(7):404-411. https://doi.org/10.17587/mau.21.404-411

For citation:


Serebrenny V.V. Collaborative Multiagent Systems — an Alternative to Full Automation of Production. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2020;21(7):404-411. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau.21.404-411

Просмотров: 103


ISSN 1684-6427 (Print)
ISSN 2619-1253 (Online)