ระบบการจัดการหุ่นยนต์หลายตัวสำหรับการขนถ่ายวัสดุในโรงงานอุตสาหกรรมManagement of a Multi-robots System for Industrial Material Handling

Abstract

ปัจจุบันการขนถ่ายวัสดุในโรงงานอุตสาหกรรมมีการนำหุ่นยนต์ AGV มาใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งพบว่าส่วนใหญ่มักนำหุ่นยนต์ AGV หนึ่งตัวมาใช้ในการขนถ่ายวัสดุเพียงหนึ่งชนิด จากสถานีงานต้นทางไปยังสถานีงานปลายทาง และทำซ้ำแบบเดิมตลอดเวลา งานวิจัยนี้จึงนำเสนอการออกแบบระบบจัดการหุ่นยนต์หลายตัวสำหรับขนถ่ายวัสดุในโรงงานอุตสาหกรรมโดยใช้โปรแกรม ROS (Robot Operating System) เพื่อพัฒนาศักยภาพระบบขนถ่ายวสั ดุ เพมิ่ ความยดื หย่นุ ลดเวลาในการทำงานของหุ่นยนต์ ด้วยวิธี Market-based Approach ร่วมกับ Dijkstra’s Algorithm สำหรับการขนถ่ายวัสดุในโรงงานอุตสาหกรรมผลการจำลองการทำงานพบว่าระบบสามารถควบคุมหุ่นยนต์ AGV ต่างชนิดกันได้ สามารถเลือกสั่งการหุ่นยนต์ขนถ่ายวัสดุได้คุ้มค่าที่สุดจากการประเมินงานของหุ่นยนต์ทั้งหมดในระบบ ณ สภาวะปัจจุบันของการทำงาน ระบบจัดการนี้สามารถลดเวลาการทำงานได้ครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับวิธีแบบ FIFO นอกจากนี้ยังพบว่าการเลือกจำนวนหุ่นยนต์ให้กับระบบการจัดการหุ่นยนต์หลายตัวส่งผลต่อความเร็วในการขนถ่ายวัสดุอีกด้วย ผลการจำลองพื้นที่ทำงานขนาด 65 ตารางเมตรแสดงให้เห็นว่าหุ่นยนต์ 3 ตัว สามารถขนถ่ายวัสดุ 100 ชุดคำสั่งงานได้เร็วที่สุด งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าระบบสามารถจัดการงานสำหรับการขนถ่ายวัสดุโดยเลือกหุ่นยนต์ทำงานให้มีรอบเวลาทำงาน (Cycle Time) ได้เร็วที่สุด สามารถควบคุมหุ่นยนต์ที่มีลักษณะแตกต่างกันทำให้เกิดความยืดหยุ่นในการขนถ่ายวัสดุ ซึ่งสามารถนำไปใช้ขนถ่ายวัสดุในโรงงานอุตสาหกรรมที่ใช้หุ่นยนต์หลายตัวในการขนถ่ายวัสดุหลายชนิดจากสถานีเริ่มต้นไปยังสถานีปลายทางได้มากกว่าหนึ่งสถานี

Recently, material handling of manufacturing factories tends to widely adopt AGV robots. However, AGV robots mostly handle one-by-one material from a start station to a final station, repeatedly. This research introduces a multi-robots material handling system that can handle multiple robots and stations at the same time. The control program is based on ROS (Robot Operating System). The objective of this research is to improve the effectiveness of material handling system by adding more flexibility and reducing the robot work time. The management system uses the market-based approach combined with Dijkstra’s algorithm for material handling in a manufacture factory. The simulation results found that the system is able to control various types of AGV robots. This means that the system has ability to order and execute the best robot among all working robots in the system for an incoming task at the current situation. This reduces the total working time by a half comparing with FIFO method. In the case study of the 65-m2 working area, the optimum number of the robots is 3 to execute 100 tasks. The research results shown that the system can arrange materials handling by choosing the suitable robots for overall fastest cycle time. This system increases flexibility in handling materials in various working spaces. The knowledge of this research can be applied on many factories, which use multiple robots for various tasks to hand materials from start stations to final stations.