Автоматизоване керування транспортними потоками на машино- та приладобудівних підприємствах
Вантажиться...
Дата
2026
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Дисертаційна робота присвячена розробці інформаційно-комп’ютерної системи автоматизованого керування транспортними потоками (ІКС АКТП) для машино- та приладобудівних підприємств. Актуальність теми обумовлена необхідністю підвищення швидкості та ефективності прийняття логістичних рішень у гнучких виробничих системах із використанням пристроїв транспортування (ПТр), зокрема AGV та LGV.
У роботі проаналізовано сучасний стан автоматизованого керування транспортними потоками, задачі маршрутизації VRP, DVRPTW, проблеми конфліктів маршрутів і взаємних блокувань (deadlock). Встановлено, що існуючі рішення не забезпечують комплексного керування транспортною системою в режимі реального часу та автоматичного усунення deadlock.
Розроблено математичне забезпечення ІКС АКТП для двох рівнів ієрархії. На внутрішньоцеховому рівні побудовано модель ST-VRP на просторово-часовому графі 𝐺ˢᵀ з динамічними вагами дуг і механізмом виявлення deadlock на основі графу очікування WG(t). На міжцеховому рівні реалізовано мінімізацію порожніх пробігів та оптимізацію транспортних маршрутів.
Запропоновано модифікований алгоритм A* для оперативного планування і коригування маршрутів у реальному часі, а також мурашиний алгоритм ACO для розподілу транспортних завдань між ПТр з урахуванням навантаження та технічних характеристик транспортного парку. Розроблено процедуру виявлення та усунення deadlock із використанням алгоритму DFS.
Створено структуру ІКС АКТП із сімома функціональними модулями, визначено інформаційні потоки та протоколи взаємодії між компонентами системи. Для інтеграції із системами MES та ERP розроблено REST API, а також підтримку протоколів MQTT QoS 1, OPC-UA, Modbus TCP і стандарту VDA 5050. Передбачено вимоги до кібербезпеки відповідно до IEC 62443-3-3.
Алгоритмічно-програмне забезпечення реалізовано мовою Python 3.11 із використанням FastAPI, PostgreSQL, Redis та диспетчерського інтерфейсу на базі React і Leaflet.js. Проведено експериментальні дослідження на моделі підприємства з 5 цехами та 12 ПТр. Результати показали скорочення часу виконання завдань на 45,7 %, зменшення кількості конфліктів на 93,3 % та повне усунення deadlock у всіх серіях симуляцій.
Практичне значення роботи полягає у можливості підвищення ефективності функціонування транспортних систем гнучкого виробництва, автоматизації логістичних процесів і забезпеченні безконфліктного керування транспортними потоками в режимі реального часу.
Опис
Ключові слова
автоматизоване керування транспортними потоками, AGV, AMR, алгоритм A*, мурашиний ACO, deadlock, граф очікування WG(t), просторово-часовий 𝐺𝑆𝑇, ІКС АКТП, машинобудівне підприємство, REST API, Python, automated traffic flow control, A* algorithm, ACO, waiting graph, spatio-temporal
Бібліографічний опис
Терещенко, Д. В. Автоматизоване керування транспортними потоками на машинобудівних підприємствах : магістерська дис. : 174 Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка / Терещенко Дмитро Владиславович. – Київ, 2026. – 164 с.