Автоматизоване керування транспортними потоками на машино- та приладобудівних підприємствах

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЧерепанська, Ірина Юріївна
dc.contributor.authorТерещенко, Дмитро Владиславович
dc.date.accessioned2026-05-27T11:43:07Z
dc.date.available2026-05-27T11:43:07Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractДисертаційна 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.
dc.description.abstractotherThe dissertation is devoted to the development of an information and computer system for automated traffic flow control (ICS ATFC) at machine-building and instrument-engineering enterprises. The relevance of the study is determined by the need to improve the speed and efficiency of logistics decision-making in flexible manufacturing systems using transportation devices (TD), particularly AGV and LGV systems. The study analyzes the current state of automated traffic flow control, including routing problems such as VRP and DVRPTW, route conflict issues, and deadlock situations. It was established that existing solutions do not provide comprehensive real-time traffic management or automatic deadlock resolution. Mathematical support for the ICS ATFC was developed for two hierarchical levels. At the intra-shop level, an ST-VRP model based on a spatio-temporal graph 𝐺ˢᵀ with dynamic edge weights and a deadlock detection mechanism using the waiting graph WG(t) was created. At the inter-shop level, methods for minimizing empty runs and optimizing transport routes were implemented. A modified A* algorithm was proposed for real-time route planning and correction, along with an ant colony optimization (ACO) algorithm for distributing transport tasks among TDs while considering workload and technical characteristics of the transport fleet. A deadlock detection and elimination procedure based on the DFS algorithm was also developed. The structure of the ICS ATFC consisting of seven functional modules was designed, and information flows and interaction protocols between system components were defined. For integration with MES and ERP systems, a REST API specification was developed, along with support for MQTT QoS 1, OPC-UA, Modbus TCP, and the VDA 5050 standard. Cybersecurity requirements compliant with IEC 62443-3-3 were also defined. The software and algorithmic implementation was developed using Python 3.11, FastAPI, PostgreSQL, Redis, and a dispatcher interface based on React and Leaflet.js. Experimental studies were conducted on an enterprise model containing 5 workshops and 12 transportation devices. The results demonstrated a 45.7% reduction in task execution time, a 93.3% reduction in conflicts, and complete elimination of deadlocks in all simulation series. The practical significance of the research lies in improving the efficiency of flexible manufacturing transport systems, automating logistics processes, and ensuring conflict-free traffic flow control in real time.
dc.format.extent164 с.
dc.identifier.citationТерещенко, 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.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/81138
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectавтоматизоване керування транспортними потоками
dc.subjectAGV
dc.subjectAMR
dc.subjectалгоритм A*
dc.subjectмурашиний ACO
dc.subjectdeadlock
dc.subjectграф очікування WG(t)
dc.subjectпросторово-часовий 𝐺𝑆𝑇
dc.subjectІКС АКТП
dc.subjectмашинобудівне підприємство
dc.subjectREST API
dc.subjectPython
dc.subjectautomated traffic flow control
dc.subjectA* algorithm
dc.subjectACO
dc.subjectwaiting graph
dc.subjectspatio-temporal
dc.subject.udc681.5.004
dc.titleАвтоматизоване керування транспортними потоками на машино- та приладобудівних підприємствах
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Tereshchenko_magistr.pdf
Розмір:
3.72 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (АСНК)
Магістерські роботи