Métodos de controle de fluxo de entrada para sistemas modelados por grafos de eventos temporizados

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Jose Ricardo da Silva Dias
• Orientador(a): Flávio Vinícius Cruzeiro Martins
• Banca de defesa: Lucas Carvalho Cordeiro, Patricia Nascimento Pena, Guilherme Augusto Silva Pereira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Sistemas a eventos discretos; Controle de sistemas de manufatura; Grafo de eventos temporizados; Álgebra max-plus
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A2CRKV

Esta tese trata do controle de sistemas modelados por grafos de eventos temporizados (GET) e pela álgebra max-plus, tais sistemas são sujeitos a fenômenos de sincronização e atraso de tempo. O foco principal para aplicação são os sistemas de manufatura, não se limitando no entanto somente a estes. Atualmente, os problemas de controle de sistemas modelados por GET são abordados de duas maneiras diferentes: (a) baseada em dióide da série de potências formal e, (b) baseada em dióide de datadores. A principal característica da primeira abordagem, reside no fato de que esta baseia-se em técnicas de funções de transferência. A segunda abordagem, baseada em dióides de datadores, nos permite lidar diretamente com a realização do sistema. Os principais tipos de controle que utilizam as funções de transferências são os métodos por modelo de referência. O objetivo do controle por modelo de referência refere-se à imposição de um comportamento desejado para um determinado sistema, o qual por sua vez é ditado pelo uso de um controlador de realimentação. Assim sendo tal método procura determinar o melhor controlador possível para cumprir esse objetivo. No contexto de GET, esse controlador minimiza a quantidade de fichas no GET e atrasa o máximo possível a entrada de matéria-prima no sistema. Para um determinado modelo de referência, o problema enfrentado consiste em encontrar o maior controlador, caso ele exista. Esses problemas de controle para GET são usualmente propostos utilizando-se a política de gestão just-in-time (JIT), na qual, o objetivo é entregar a matéria-prima no momento exato da necessidade dos postos de trabalho, sem formar estoques desnecessários no interior da planta fabril, mas atendendo as especificações de demanda de produção. De um modo geral, as propostas de controle estão baseadas no controle em malha aberta, utilizando-se a pré-compensação, e em malha fechada, utilizando-se a realimentação. A forma algébrica de lidar com o problema através de uma série de potências formal, é, de longe, uma abordagem mais complexa não garantindo o melhor critério de otimização de JIT. O objetivo desta tese é propor dois métodos de controle baseados em dióide de datadores. O primeiro método propõe o cálculo dos parâmetros de um controlador de realimentação que atrasa ao máximo a entrada de matéria-prima no sistema modelado por GET, também calcula o número de fichas no sistema de realimentação, limitando ao máximo as fichas no sistema modelado. Parâmetros esses obtidos a partir da lei de controle imposta ao sistema modelado, mostrando-se, dessa maneira que os resultados alcançados pelo método de controle, são superiores aos resultados apresentados pela abordagem por modelo de referência com realimentação. Mostra-se ainda que este método tem complexidade computacional polinomial. O segundo método de controle, método II, propõe a sincronização do disparo de várias transições internas em um sistema modelado por GET. Esse controle é obtido atrasando-se a entrada de matéria-prima no sistema e, na maioria dos casos, modificando-se a taxa de produção do sistema. São propostas duas equações gerais para o cálculo dos parâmetros do controlador que sincroniza o disparo dessas várias transições. Uma equação calcula os tempos de atraso na entrada de alimentação, a outra equação calcula a taxa de produção que o sistema deve operar para realizar a sincronização desejada. O cálculo do número de fichas de realimentação é obtido da mesma forma que no método I. Esse tipo de controle é importante, pois sincronizar transições permite definir o momento exato que um evento ou atividade, pode começar ou terminar numa sequência de atividades definidas. Os resultados desse método são apresentados na sincronização de duas, três e quatro transições. Espera-se obter resultados onde, os métodos propostos reduzam a complexidade para o cálculo dos controladores para esses dois tipos de controle, o que levaria a uma diminuição da carga computacional, proporcionado um efeito de estabilização do sistema, evitando o overflow dos estoques, usando como base a política de gestão JIT.