Year: 2026
Type: dissertation
Abstract: Os sistemas de fabrico modernos requerem mecanismos de coordenação flexíveis e interoperáveis, capazes de se adaptar a requisitos de produção variáveis.As Asset Administration Shells (AASs) fornecem uma forma normalizada de representar "assets" industriais em ambientes de Indústria 4.0, enquanto os sistemas multi-agente oferecem uma abordagem distribuída para a tomada de decisão e coordenação de recursos.Esta dissertação investiga a utilização de agentes baseados em AAS para o escalonamento da produção e coordenação de recursos.Foi concebida e implementada uma arquitetura multi-agente baseada em AAS para coordenar um cenário de fabrico simplificado, envolvendo produtos, máquinas de processamento, veículos guiados automaticamente (AGV) e uma estação de carregamento.Na arquitetura proposta, estes "assets" foram associados às suas próprias instâncias AAS e aos respetivos agentes de software.Os agentes dos produtos obtêm informação sobre a rota do produto, descobrem recursos compatíveis, reservam máquinas e AGVs, solicitam a execução de tarefas e atualizam os estados dos recursos através de interações REST com a infraestrutura AAS.O sistema foi implementado como um protótipo baseado em Python, utilizando Eclipse BaSyx, serviços Flask e uma camada de recolha de métricas.Foi também implementada uma abordagem centralizada de escalonamento com recurso ao PyJobShop, de forma a fornecer uma referência para comparação.A avaliação considerou três dimensões experimentais: aumento da carga de produtos, aumento dos tempos de processamento e escalamento proporcional dos "assets".O "makespan" foi utilizado como a principal métrica de desempenho.Os resultados mostram que a abordagem centralizada baseada em PyJobShop obteve consistentemente valores de makespan inferiores, como esperado devido à sua formulação completa do problema e à ausência de sobrecarga de comunicação em tempo de execução.No entanto, a arquitetura multi-agente baseada em AAS completou com sucesso todos os cenários avaliados e apresentou um comportamento previsível perante o aumento das durações de processamento e o escalamento proporcional.O trabalho demonstra a viabilidade da utilização de agentes baseados em AAS para o escalonamento distribuído da produção, destacando também os custos de desempenho associados à comunicação, gestão de estados e coordenação descentralizada.
Author: Carlos Filipe Ramos de Sousa
Language: English
Subfield: Industrial and Manufacturing Engineering
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
Funder: Universidade do Porto
OpenAlex ID: W7225070668