Robust scheduling of flexible manufacturing systems with unreliable operations and resources

Abstract

This paper addresses the topic of robust scheduling for flexible manufacturing systems (FMS) with operation interruptions and unreliable resources. The proposed approach uses timed Petri nets as a model of the FMS in uncertain environments. This model includes controllable and uncontrollable transitions. The unexpected firings of the uncontrollable transitions represent operation and resource failures and the risk to deviate from the scheduled trajectories. This paper proposes an anytime graph search algorithm with a new objective function that combines performance and risk. In addition, the graph search incorporates a new filtering mechanism that learns from previous runs and two node expansion strategies. The performance of the proposed algorithm is compared with that of another already existing algorithm. A running example and a case study from a real company illustrate the efficiency of the proposed scheduling approach.

Este documento aborda el tema de la programación robusta para sistemas de fabricación flexibles (FMS) con interrupciones de operación y recursos poco confiables. El enfoque propuesto utiliza redes de Petri cronometradas como modelo del FMS en entornos inciertos. Este modelo incluye transiciones controlables e incontrolables. Los disparos inesperados de las transiciones incontrolables representan fallas de operación y de recursos y el riesgo de desviarse de las trayectorias programadas. Este artículo propone un algoritmo de búsqueda de gráficos en cualquier momento con una nueva función objetivo que combina rendimiento y riesgo. Además, la búsqueda de gráficos incorpora un nuevo mecanismo de filtrado que aprende de ejecuciones anteriores y dos estrategias de expansión de nodos. Se compara el rendimiento del algoritmo propuesto con el de otro algoritmo ya existente. Un ejemplo actual y un estudio de caso de una empresa real ilustran la eficiencia del enfoque de programación propuesto.