[논문 리뷰] Simulation Platform For Multi Agent Based Manufacturing Control System Based On The Hybrid Agent

Ali Vatankhah Barenji, Amir Shaygan외 1명|arXiv (Cornell University)|2015. 10. 28.

Scheduling and Optimization Algorithms참고 문헌 16인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 공장 플로어 수준에서 소프트웨어 및 하드웨어 수준을 모두 모델링하는 다중 에이전트 기반 제조 제어 시스템을 위한 사용자 友好的 시뮬레이션 플랫폼을 제시한다. EMU CIM 랩의 유연한 제조 시스템에서 에이전트 간 상호작용과 공장 프로세스를 시뮬레이션함으로써, 실제 세계의 구현 위험 없이 비용 효율적인 테스트 및 개발이 가능한 분산 제어 솔루션을 제공한다.

ABSTRACT

Agent based distributed manufacturing control and scheduling systems are subsets of new manufacturing systems. Multi agent systems (MAS) not only drive design and engineering control solutions but also influence flexibility, agility, and re-configurability, which makes MASs a better centralized systems than its traditional counterparts. However, implementation of all MASs in the <br> real factories are timely, also extremely costly. A simulation environment that would allow independent development and testing of the services and business processes of the related manufacturing hardware is needed. This paper presents the design and implementation of a userfriendly simulation platform for multi agent based manufacturing control systems by considering the shop floor level. The proposed simulation platform can simulate the software level of the factory by considering the hardware level of the mentioned factory. An example of the simulation platform is presented for a flexible manufacturing system, which is located in EMU CIM lab.

연구 동기 및 목표

• 실제 공장에 다중 에이전트 시스템(MAS)을 직접 구현할 경우 발생하는 높은 비용과 시간 제약를 해결하기 위해.
• 제조 시스템의 소프트웨어 및 하드웨어 구성 요소를 별도로 모델링할 수 있는 시뮬레이션 환경을 개발하기 위해.
• 실제 구현 이전에 에이전트 기반 제어 및 스케줄링 서비스의 설계, 테스트 및 검증을 지원하기 위해.
• 가상 실험을 통해 제조 제어의 유연성, 민첩성 및 재구성 가능성을 향상시키기 위해.

제안 방법

• 플랫폼은 제어 및 스케줄링를 위한 정의된 행동을 가진 자율 에이전트를 통합한 하이브리드 에이전트 시스템으로 설계되었다.
• 플랫폼은 에이전트의 소프트웨어 논리와 제조 하드웨어의 물리적 제약을 모두 시뮬레이션하여 공장 플로어 수준을 모델링한다.
• 에이전트는 분산 환경에서 상호작용하여 작업 스케줄링 및 자원 할당과 같은 작업을 조율하며, 실제 공장 운영을 모방한다.
• 플랫폼은 통제된 시뮬레이션 환경에서 서비스 및 비즈니스 프로세스의 독립적 개발 및 테스트를 지원한다.
• 플랫폼의 기능을 검증하기 위해 EMU CIM 랩의 유연한 제조 시스템을 활용한 사례 연구가 구현되었다.
• 연구자와 엔지니어가 에이전트 행동을 구성하고 모니터링하기 쉽게 하기 위해 사용자 친화적인 인터페이스를 제공한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다중 에이전트 제조 시스템의 소프트웨어 및 하드웨어 측면을 모두 모델링할 수 있는 시뮬레이션 플랫폼은 어떻게 설계할 수 있는가?
• RQ2 비용 효율적이고 확장 가능한 방식으로 에이전트 상호작용과 공장 프로세스를 시뮬레이션하기 위해 필요한 핵심 구성 요소는 무엇인가?
• RQ3 하이브리드 에이전트 아키텍처는 제조 제어의 유연성과 재구성 가능성을 어떻게 지원하는가?
• RQ4 이 시뮬레이션 플랫폼은 얼마나 실제 유연한 제조 시스템의 행동을 정확히 재현할 수 있는가?

주요 결과

• 시뮬레이션 플랫폼은 제조 시스템의 소프트웨어 및 하드웨어 수준을 성공적으로 모델링하여 종합적인 테스트를 가능하게 했다.
• 플랫폼은 실제 공장에 구현하지 않고도 에이전트 기반 서비스 및 비즈니스 프로세스의 독립적 개발 및 검증을 가능하게 하였다.
• 하이브리드 에이전트 아키텍처의 사용은 시스템의 유연성을 향상시키고 제조 작업의 동적 재구성 가능성을 지원하였다.
• 플랫폼은 EMU CIM 랩의 실제 유연한 제조 시스템을 활용하여 검증되었으며, 실용적 적용 가능성을 입증하였다.
• 시뮬레이션 환경은 사용자 친화적인 구성 및 모니터링을 지원하여 연구자와 엔지니어의 도입을 용이하게 하였다.
• 플랫폼은 실제 제조 환경에 다중 에이전트 시스템을 구현할 경우 발생하는 위험과 비용을 감소시켰다.