Çarpışmasız ve kilitlenmesiz çok-robotlu montaj hattı dengeleme

Abstract

Endüstriyel otomasyonun en çarpıcı uygulamalarından biri olan, robotik montaj hatları günümüzde giderek artan oranlarda manuel sistemlere tercih edilmektedir. Üstelik, ürün çıktısını artırmak için montaj istasyonlarında birlikte ve koordineli çalışan robotlar, akıllı sistemlere benzetilmeye çalışılmaktadır. Bir iş istasyonunda birden fazla robotun aynı iş üzerinde çalışması, doğal olarak çarpışma tehlikesi sorununu ortaya çıkarmaktadır. Bu tez çalışmasında, çarpışmasız ve kilitlenmesiz çok robotlu montaj hattı dengeleme problemi için iki aşamalı bir çözüm yöntemi önerilmiştir. Montaj hattında yer alan istasyonlarda, karşılıklı ikişer adet robotik manipülatör çalıştığı öngörülmüştür. Problemin en önemli kısıtlarından biri olan çarpışma engelleme durumu için literatürde yer alan kullanışlı bir yöntem benimsenmiştir. Çarpışma durumu ortadan kalktığında, montaj hattında yer alan tek tip ürün için öncül-ardıl ilişkilerine göre görevler robotik manipülatörlere, rastgele dizi sıralama yöntemiyle atanmıştır. Bunun yanı sıra farklı çevrim süreleri için dengeleme problemi çözülmüş ve açılan istasyon sayılarındaki değişim ile beraber istasyonlarda oluşan aylak zamanlar hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar yöntemin, çarpışma kısıtı olan çok robotlu montaj hattı dengeleme problemi için oldukça kullanışlı olduğunu göstermektedir.

Robotic assembly lines, one of the most striking applications of industrial automation, are now increasingly preferred to manual systems. Moreover, joint and coordinated robots in assembly workstations to increase product output are being tried to simulate intelligent systems. When multiple robots operate on the same job in a workstation, the problem of collision risk naturally arises. In this thesis study, a two-step method is proposed for a collision-free and deadlock-free multi-robotic assembly line balancing problem. Two robotic manipulators are assumed to operate in each of the stations on the assembly line. To operate under collision-free conditions, which is one of the most important constraints of the problem, a useful method has been adapted from the literature. The problem of simultaneous search for a collision-free task assignment while keeping a balanced workload in a single model assembly line under precedence constraints has been solved using a randomly permuting arrays method. The problem is solved for different cycle times to calculate idle times in the stations and number of workstations. The results indicate that the method is highly useful for multi-robot assembly line balancing problem under collision-free constraints.