ОЦІНКА НАДІЙНОСТІ СИСТЕМИ ПЛАТФОРМ ПРОМИСЛОВОГО ПІДПРИЄМСТВА
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2025.2.2.32Ключові слова:
мобільна роботизована платформа, надійність, робастність, закон розподілу, середній час до відмови, інтенсивність відмовАнотація
У представленій роботі досліджено проблему забезпечення надійності системи управління мобільними роботизованими платформами (МРП), які часто використовують в сучасних внутрішно-логістичних системах промислових підприємств. Запропоновано стандартизований підхід оцінки надійності компонентів системи МРП з урахуванням структурної надмірності, послідовно-паралельної архітектури та деградаційних процесів у складних виробничих середовищах. Зa допомогою математичного моделювання розраховано функції надійності для системи МРП середнього класу вагою від 500 до 1000 кг. Обчислено середній час до відмови MTTF та інтенсивність відмов для ключових компонентів МРП. Як результат дослідження одержано MTBF = 19 802 год, або близько 2.26 років безперервної роботи MTBF є високим показником для середнього класу МРП, які зазвичай мають MTBF у межах 10 000–20 000 год. і є адекватним показником для МРП промислового класу. Інтенсивність відмов λtotal = 5.0499 × 10−⁵ 1/год складає середню частоту відмов приблизно 1 раз на 19 800 год. Коефіцієнт готовності A ≈ 0.998991 – це означає, що система буде готова до роботи 99.9 % часу, тобто простої будуть дуже рідкісними. Це відповідає вимогам індустрій до AGV, що працюють на виробничих лініях.На основі розрахунків визначено критичні елементи для резервування і алгоритм реконфігурації системи керування з урахуванням зміни її надійнісних характеристик. Насамперед, відмова окремих компонентів свідчить про те, що найменш надійним компонентом є лідар з найвищою інтенсивністю відмов. Найнадійніший компонент це комунікація з резервуванням (BLE або WiFi) із найнижим λ. Шасі та камера мають високу надійність, що важливо для довготривалого використання. Запропоновані підходи можна використати для підвищення безвідмовності, адаптивності та загальної ефективності внутрішньозаводських логістичних систем в умовах Індустрії 4.0 та 5.0.
Посилання
Formal Specification and Verification of Autonomous Robotic Systems [Electronic resource] / Matt Luckcuck [et al.] // ACM Computing Surveys. 2019. Vol. 52, no. 5. P. 1–41. Mode of access: https://doi.org/10.1145/3342355
Systematic literature review of applications and usage potentials for the combination of unmanned aerial vehicles and mobile robot manipulators in production systems [Electronic resource] / Jannis Sinnemann [et al.] // Production Engineering. 2022. Mode of access: https://doi.org/10.1007/s11740-022-01109-y
Lee I. Service Robots: A Systematic Literature Review [Electronic resource] / In Lee // Electronics. 2021. Vol. 10, no. 21. P. 2658. Mode of access: https://doi.org/10.3390/electronics10212658
Milecki A. Review of Fault-Tolerant Control Systems Used in Robotic Manipulators [Electronic resource] / Andrzej Milecki, Patryk Nowak // Applied Sciences. 2023. Vol. 13, no. 4. P. 2675. Mode of access: https://doi.org/10.3390/app13042675
Pierpaoli P. Fault Tolerant Control for Networked Mobile Robots [Electronic resource] / Pietro Pierpaoli, Dominique Sauter, Magnus Egerstedt // 2018 IEEE Conference on Control Technology and Applications (CCTA), Copenhagen, 21–24 August 2018. [S. l.], 2018. Mode of access: https://doi.org/10.1109/ccta.2018.8511420
Khalastchi E. Fault Detection and Diagnosis in Multi-Robot Systems: A Survey [Electronic resource] / Eliahu Khalastchi, Meir Kalech // Sensors. 2019. Vol. 19, no. 18. P. 4019. Mode of access: https://doi.org/10.3390/s19184019
Leite A. A Safety Monitoring Model for a Faulty Mobile Robot [Electronic resource] / André Leite, Andry Pinto, Aníbal Matos // Robotics. 2018. Vol. 7, no. 3. P. 32. Mode of access: https://doi.org/10.3390/robotics7030032
Ventura J. A. Optimal location of dwell points in a single loop AGV system with time restrictions on vehicle availability [Electronic resource] / José A. Ventura, Brian Q. Rieksts // European Journal of Operational Research. 2009. Vol. 192, no. 1. P. 93–104. Mode of access: https://doi.org/10.1016/j.ejor.2007.09.014
Planning and control of autonomous mobile robots for intralogistics: Literature review and research agenda [Electronic resource] / Giuseppe Fragapane [et al.] // European Journal of Operational Research. 2021. Vol. 294, no. 2. P. 405–426. Mode of access: https://doi.org/10.1016/j.ejor.2021.01.019
Hierarchical Traffic Management of Multi-AGV Systems With Deadlock Prevention Applied to Industrial Environments [Electronic resource] / Federico Pratissoli [et al.] // IEEE Transactions on Automation Science and Engineering. 2023. P. 1–15. Mode of access: https://doi.org/10.1109/tase.2023.3276233
Cooperative cloud robotics architecture for the coordination of multi-AGV systems in industrial warehouses [Electronic resource] / Elena Cardarelli [et al.] // Mechatronics. 2017. Vol. 45. P. 1–13. Mode of access: https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2017.04.005
A Comprehensive Framework for the Design of Modular Robotic Mobile Fulfillment Systems [Electronic resource] / Wei Wang [et al.] // IEEE Access. 2020. Vol. 8. P. 13259–13269. Mode of access: https://doi.org/10.1109/access.2020.2966403
Review of autonomous mobile robots in intralogistics: state-of-the-art, limitations and research gaps [Electronic resource] / Thorge Lackner [et al.] // Procedia CIRP. 2024. Vol. 130. P. 930–935. Mode of access: https://doi.org/10.1016/j.procir.2024.10.187
Fault Tolerant Control Architecture Design for Mobile Manipulation in Scientific Facilities [Electronic resource] / Mohammad M. Aref [et al.] // International Journal of Advanced Robotic Systems. 2015. Vol. 12, no. 1. P. 4. Mode of access: https://doi.org/10.5772/60038
Yan R. Novel methodology for optimising the design, operation and maintenance of a multi-AGV system [Electronic resource] / Rundong Yan, S. J. Dunnett, L. M. Jackson // Reliability Engineering & System Safety. 2018. Vol. 178. P. 130–139. Mode of access: https://doi.org/10.1016/j.ress.2018.06.003
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
