Terminiranje tehnoloških sistema i procesa

Cilj predmeta je da se studenti master akademskih studija upoznaju sa naprednim biološki inspirisanim tehnikama veštačke inteligencije i razviju sposobnost da te tehnike samostalno primenjuju za efektivno i efikasno optimalno terminiranje sistema i procesa. Ovaj predmet pruža mogućnost sticanja teorijskih i praktičnih znanja, kao i veština programiranja, neophodnih za rešavanje problema optimalnog terminiranja sistema i procesa u okviru inteligentnih tehnoloških sistema Industrije 4.0. Predmet se fokusira na planiranje i terminiranje proizvodnje, planiranje i terminiranje proizvodnih resursa, kao i terminiranje proizvodno-tehnoloških entiteta poput mašina alatki, alata, transportnih sredstava – inteligentnih mobilnih robota. U okviru ovog predmeta, studenti će samostalno razvijati softverska rešenja optimalnih planova terminiranja sistema i procesa bazirana na naprednim biološki inspirisanim algoritmima optimizacije.

Očekivani ishodi učenja podrazumevaju da nakon uspešnog polaganja završnog ispita studenti budu osposobljeni da: – Koriste informaciono-komunikacione tehnologije u terminiranju sistema i procesa; – Izvrše formulisanje, predstavljanje i matematičko modeliranje optimizacionog problema terminiranja, uz usvajanje odgovarajućih kriterijuma optimizacije i formiranje funkcija cilja; – Samostalno izaberu i implementiraju napredne biološki inspirisane strategije i metode optimizacije, sa ciljem pronalaženja optimalnog rešenja plana terminiranja minimiziranjem/maksimiziranjem odgovarajuće funkcije cilja u zavisnosti od postavljenih ograničenja; – Samostalno razvijaju originalna softverska rešenja za terminiranje sistema i procesa u MATLAB programskom okruženju, uz komparativnu analizu, diskusiju i prezentaciju ostvarenih rezultata; – Sarađuju u timu.

Teorijska nastava

Uvod u terminiranje sistema i procesa. Definicije, analize i klasifikacije tipova terminiranja. Job-shop tip terminiranja. Flow shop tip terminiranja. Just-in-Time i Lean koncepti proizvodnje. Projektovanje fleksibilnih tehnoloških procesa. Fleksibilni tehnološki procesi: osnovni pojmovi i značaj. Tipovi fleksibilnosti tehnoloških procesa. Metode predstavljanja tehnoloških procesa. Matematički modeli i kriterijumi optimizacije tehnoloških procesa (production time, production cost). Terminiranje proizvodno-tehnoloških entiteta. Terminiranje fleksibilnih tehnoloških procesa – planiranje i terminiranje proizvodnih resursa. Terminiranje unutrašnjeg transporta materijala – terminiranje mobilnih robota. Matematički modeli i kriterijumi optimizacije planova terminiranja (makespan, resource utilization, flow time, cost, tardiness, lateness). Terminiranje sistema i procesa u dinamičkim uslovima. Strategije ponovnog terminiranja (rescheduling). Integrisano projektovanje i terminiranje fleksibilnih tehnoloških procesa. Integrisani modeli terminiranja – formulisanje, predstavljanje i matematičko modeliranje integrisanog problema terminiranja. Optimizacioni algoritmi. NP-hard problemi. Kombinatorno optimizacioni problemi. Jednokriterijumska i višekriterijumska optimizacija. Metaheurističke metode optimizacije. Biološki inspirisani algoritmi optimizacije u terminiranju sistema i procesa. Algoritmi inspirisani kolektivnom inteligencijom (Swarm Intelligence Algorithms) – PSO, ALO, GWO, WOA, itd. Evolucioni metaheuristički algoritmi (genetički algoritmi – GA, genetičko programiranje – GP). Hibridni algoritmi u terminiranju sistema i procesa. Primeri razvijenih sistema.

Praktična nastava

Primeri primene razvijenih sistema za terminiranje (laboratorijski rad). Modeliranje i analiza planova terminiranja sistema i procesa (laboratorijski rad). Metode kodiranja/dekodiranja rešenja planova terminiranja (laboratorijski rad). Optimizacija planova terminiranja korišćenjem naprednih metaheurističkih algoritama (programiranje u MATLAB okruženju). Softverska rešenja za optimizaciju planova terminiranja (laboratorijski rad, programiranje u MATLAB okruženju). Izrada projekta (optimalno terminiranje tehnoloških procesa; terminiranje proizvodnih resursa; optimalno terminiranje inteligentnih mobilnih robota).