Decisão consensual em sistemas multirrobôs

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Kalempa, Vivian Cremer
• Orientador(a): Oliveira, Andre Schneider de
• Banca de defesa: Oliveira, Andre Schneider de , Todt, Eduardo , Fabro, Joao Alberto , Magatao, Leandro , Leitao, Paulo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Robôs industriais; Localização de falhas (Engenharia); Sistemas de controle inteligente; Logística; Sistemas difusos; Internet das coisas; Robots, Industrial; Fault location (Engineering); Intelligent control systems; Logistics; Fuzzy Systems; Internet of things
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::AUTOMACAO ELETRONICA DE PROCESSOS ELETRICOS E INDUSTRIAIS
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27084

Os sistemas multirrobôs (em inglês, Multi-Robot System – MRS) são geralmente utilizados para aumentar a eficiência das aplicações de fábricas inteligentes. Um MRS é um sistema no qual dois ou mais robôs trabalham para o mesmo objetivo de forma coordenada ou cooperativa. Essa cooperação entre os multirrobôs tem como objetivo completar múltiplas tarefas paralelamente, o que seria inatingível para um único robô. Além disso, esse comportamento coletivo melhora o desempenho, capacidade e a robustez da realização de tarefas. Um MRS também apresenta flexibilidade, uma vez que se mais tarefas precisam ser atendidas, o grupo pode ser aumentado. Outra vantagem de se trabalhar com MRS é que não há um único ponto de falha no sistema. Assim, caso um robô apresente falha, outro robô do MRS pode assumir a sua tarefa. Porém, é preciso elaborar um plano caso falhas ocorram em alguns robôs, para que haja a sua substituição por outro em condições aceitáveis. Nessa tese, esse comportamento é denominado de resiliência à falha, ou seja, a capacidade de um sistema de se recuperar e continuar as suas operações, apesar das falhas do sistema. Nesse sentido, essa tese tem como finalidade gerar soluções para gerenciar o comportamento coletivo de sistemas multirrobôs em fábricas inteligentes para obtenção de resiliência à falha. Assim, um mecanismo resiliente à falha, baseado em consenso, denominado Comportamento Consensual Resiliente à Falha (em inglês, Consensual FaultResilient Behaviour – CFRB) é apresentado. O CFRB é metodizado em três planos hierárquicos: imposição, negociação e consensual. A restauração de falhas é consequência do comportamento coletivo administrado por meio da decisão ternária nestes planos. A abordagem contribui para melhorias de produção em fábricas inteligentes, onde multirrobôs autônomos são empregados para melhorar a confiabilidade e robustez na ocorrência de falhas. A avaliação do CFRB é realizada por meio de experimentação em logística de armazém em pequena escala, denominada Realidade Aumentada para Experimentação Aprimorada em Armazéns Inteligentes (em inglês, Augmented Reality to Enhanced Experimentation in Smart Warehouses – ARENA). Experimentos foram conduzidos para mostrar os benefícios das soluções propostas, bem como uma análise quantitativa. Além disso, o CFRB foi comparado com outras abordagens atuais e os resultados são apresentados, demonstrando sua eficiência.