Fabrikalardaki otonom taşıyıcı araçlar için çakışmasız statik rota planlaması
Conflict-free static route planning for autonomous transport vehicles in factories
Yazar: ÖZGE ASLAN
Danışman: DOÇ. DR. AHMET YAZICI
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Yazılımı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Gelişen teknoloji ile fabrika ortamlarındaki iç lojistik taşıma görev planlama işlemi geliştirilen algoritmalar aracılığıyla yapılmaya başlamıştır. Bu alanda otomatik yönlendirmeli araçlar (OYA) için çakışmasız rota planlamaya yönelik farklı yaklaşımlar ortaya konmuştur. Endüstri 4.0 ile birlikte belli noktalar arası sabit güzergâhlar üzerinden OYA'lar tarafından yapılmakta olan taşıma görevinin, otonom taşıyıcı araçlar (OTA) tarafından yapılması öngörülmektedir. OTA'lar OYA'lardan farklı olarak belli bir şerit sistemi takip etmediği için hareket alanı daha esnektir. Taşıma görevi için OTA'ların fabrika içerisinde gidebileceği mümkün olan en uygun rotalarının belirlenmesi maliyet ve verimlilik açısından oldukça önemlidir. Aynı ortamda çok sayıda OTA'nın hareket etmesi durumunda, birden fazla OTA'nın aynı zaman aralığında aynı noktada bulunması çakışma oluşturabilmektedir. Çakışmalar istenmeyen gecikmelere neden olmakta olup bunların planlama aşamasında tespit edilmesi veya çakışma olmayacak şekilde planlanması önemlidir.
Bu tez çalışması ile çoklu OTA'lar için çakışmasız rota planlaması önerilmektedir. Çalışmada çoklu otonom taşıyıcı araçlarda çakışma problemlerini çözmek için A* algoritması temelli yeni bir algoritma önerilmiştir. Klasik A* algoritmasında aynı anda tek bir başlangıç ve bitiş düğümü için rota planlanırken, önerilen algoritmada çoklu başlangıç ve bitiş düğümleri için çakışmasız rotalar planlanabilmektedir. Algoritma çalışması sırasında olası çakışma tipleri tespit edilip, duruma uygun şekilde çözülerek rotalar oluşturulabilmektedir. Önerilen algoritma farklı hızlara sahip olan çoklu otonom taşıyıcı araçlar için test edilmiştir. Yapılan testlerde farklı çakışma tiplerine ait farklı denemeler yapılmıştır. Önerilen algoritma meydana gelen bu çakışmaları tespit ederek duruma uygun çözüm stratejisini seçip çakışmasız rotalar hesaplayabilmiştir. Önerilen algoritma fabrika içinde kullanılan OYA ve forklift gibi araçlar için de kullanılabilir.

Abstract:
Task planning for the internal logistics transportation started to be carried out with the developed algorithms. In this area, different approaches have been introduced for planning conflict-free routes for automated guided vehicles (AGV). With the Industry 4.0, the transportation task, which is carried out by AGVs on fixed routes, is foreseen to be performed by autonomous transport vehicles (ATV) between certain points. ATVs are more flexible than AGVs, since they do not follow a particular lane system. It is very important in terms of cost and efficiency to determine the most suitable routes that ATVs can go within the factory for the transportation task. If many ATVs move in the same environment, they may create a conflict if more than one are located at the same point in the same time interval. Conflicts cause unwanted delays, and it is important to identify them at the planning stage and plan conflict-free routes.
This thesis proposes a conflict- free route planning for multiple ATVs. In the study, a new algorithm based on A * algorithm has been proposed to solve conflict problems in multiple ATVs. In the classical A * algorithm, while route is planned for a single start and end node at the same time, conflict free routes can be planned for multiple start and end nodes in the proposed algorithm. The algorithm can detect possible conflict types and produce nonconflict route according to the situation. The proposed algorithm has been tested for multiple ATVs with different speeds. In the tests different conflict types are generated. The proposed algorithm has been able to identify these conflicts and can select the appropriate solution strategy and generate conflict-free routes. The proposed algorithm could also be used for vehicles such as AGV, forklift that are used within the factory.