計算時間を調整可能な多段階ジョブの機械・搬送機ジョイントスケジューリング
Joint Machine-Transporter Scheduling for Multistage Jobs with Adjustable Computation Time
バッテリー駆動の搬送ロボットと機械の割当・スケジューリングを、時間離散化とジョブのクラスタリング、スライディングタイムウィンドウ内の整数線形計画法で解き、計算時間と最適性のトレードオフを調整可能にした。水質サンプリングプロジェクトへの応用を示す。
著者: Koresh Khateri, Giovanni Beltrame
分類: cs.RO
原文アブストラクト
This paper presents a scalable solution with adjustable computation time for the joint problem of scheduling and assigning machines and transporters for missions that must be completed in a fixed order of operations across multiple stages. A battery-operated multi-robot system with a maximum travel range is employed as the transporter between stages and charging them is considered as an operation. Robots are assigned to a single job until its completion. Additionally, The operation completion time is assumed to be dependent on the machine and the type of operation, but independent of the job. This work aims to minimize a weighted multi-objective goal that includes both the required time and energy consumed by the transporters. This problem is a variation of the flexible flow shop with transports, that is proven to be NP-complete. To provide a solution, time is discretized, the solution space is divided temporally, and jobs are clustered into diverse groups. Finally, an integer linear programming solver is applied within a sliding time window to determine assignments and create a schedule that minimizes the objective. The computation time can be reduced depending on the number of jobs selected at each segment, with a trade-off on optimality. The proposed algorithm finds its application in a water sampling project, where water sampling jobs are assigned to robots, sample deliveries at laboratories are scheduled, and the robots are routed to charging stations.
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