AutoDynAgents - Autonomic Agents with Self-Managing Capabilities for Dynamic Scheduling Support in a Cooperative Manufacturing System

O projecto AutoDynAgents visa a utilização do paradigma dos Sistemas Multi-Agente (SMA) no suporte ao escalonamento dinâmico e distribuído em sistemas de fabrico. O sistema será dotado com capacidades de auto-gestão, de modo a reduzir a complexidade do processo de gestão deste tipo de sistemas e a intervenção humana. O objectivo do projecto é definir uma plataforma baseada em SMA e em técnicas Inspiradas em Sistemas Biológicos com capacidades de aprendizagem e auto-gestão para a resolução de problemas de escalonamento complexos, com recurso a negociação cooperativa. O sistema de escalonamento deverá ser dotado com capacidade de diagnóstico e resolução de problemas, incorporando o conceito da Computação Autónoma(CA). O produto final pretendido é um Sistema de Escalonamento Autónomo no qual uma comunidade de agentes modela um sistema real de fabrico sujeito a perturbações. Os Agentes devem ser capazes de aprendizagem e gestão do seu comportamento interno e das suas relações com outros agentes, através de negociação cooperativa de acordo com a política de negócio definida pelos gestores. É usado um processo de Negociação Multi-dimensional dependendo do esforço que os agentes queiram despender e dos objectivos de negócio. Tradicionalmente, a resolução de problemas de escalonamento requer a intervenção de utilizadores bem qualificados. Esta é uma tarefa difícil mas reflecte um domínio com importantes desafios dado que os sistemas actuais estão a tornar-se cada vez mais complexos, distribuídos, interligados e sujeitos a rápidas mudanças. Considerando que a CA é uma visão/desafio para o futuro, no qual os sistemas serão capazes de se autogerirem de acordo com objectivos de alto nível definidos pelo utilizador. Pretendemos com o projecto AutoDynAgents dar uma contribuição significativa no campo da Computação Autónoma na definição de sistemas autónomos de escalonamento, para problemas dinâmicos em sistemas de fabrico. O conceito de desenvolvimento da nova geração de sistemas de informação é conduzido pela convergência dos sistemas biológicos e dos sistemas de computação digitais. Consideramos que o principal desafio, neste projecto, no sentido dos sistemas autónomos está no esforço de integração de quatro áreas de investigação: - Computação Autónoma, relacionada com o desenvolvimento de sistemas distribuídos capazes de automaticamente configurar, desenvolver, proteger, tolerância a falhas optimizar e antecipar cargas, com o mínimo de intervenção manual; - Sistemas Multi-Agente, permitem a modelação natural do sistema e consideram o comportamento autónomo e a interacção distribuída. Com as propriedades de autonomia, reactividade, sociabilidade e a pro-actividade, os agentes de software são promissores no sentido de tornar os sistemas de computação autónomos uma realidade. O paradigma dos sistemas multi-agente é inspirado em sistemas biológicos; - Técnicas Inspiradas em Sistemas Biológicos formam a classe de ferramentas poderosas na resolução de problemas complexos de optimização, produzindo de forma eficiente soluções de boa qualidade. Estas técnicas podem ser adaptadas para lidar com problemas dinâmicos, adaptando as soluções/populações de acordo com o dinamismo; - Problemas de Escalonamento Reais, considerando os novos paradigmas tecnológicos e organizacionais de modo a dar resposta aos desafios que se colocam aos modernos sistemas de fabrico. O problema de obtenção de boas soluções é muito importante em sistemas reais de fabrico, porque a taxa e os custos de produção são dependentes dos planos de escalonamento usados para controlar o fluxo de trabalho no sistema. Pretende-se que o sistema AutoDynAgents possua as seguintes capacidades: - Auto-Configuração – permite aos agentes adaptar-se a alterações/perturbações pela alteração da sua própria configuração, permitindo acrescentar ou remover recursos/tarefas sem interrupção do processamento. Os agentes máquina estão preparados para lidar com o dinamismo, adaptando as soluções a perturbações externas; - Auto-Optimização- dá aos agentes a capacidade de monitorar o seu estado e desempenho, e proactivamente afinar os seus parâmetros de modo a responder ás perturbações externas. Cada agente adopta e providencia a auto-parameterização do algoritmo de resolução de acordo com o problema a ser tratado (os parâmetros podem mudar em runtime). Cada agente deve ser capaz de definir qual algoritmo será usado e os respectivos parâmetros de acordo a situação actual ou até mudar para outro algoritmo, considerando as características do problema (dimensão, etc) actual e aprendizagem prévia; - Auto-Reparação–os agentes possuem a capacidade de diagnosticar desvios das condições normais e tomar proactivamente a acção necessária para a normalizar evitando interrupções de processamento. Este projecto é proposto pelo GECAD e CENTRIA, os quais são grupos de I&D com reconhecimento na área de Agentes aplicados a Sistemas de Produção, reconhecimento que pode ser validado pela publicação em revistas internacionais com grande factor de impacto.

Funding entity: Fundação Ciência e Tecnologia (MCTES).

Reference: PTDC/EME-GIN/66848/2006

Funding: 80000€.