Un modelo CSP para la planificación de la sustitución óptima de piezas defectuosas

Abstract

La aplicación de métodos de diagnosis basada en modelos permite obtener los posibles componentes involucrados en el comportamiento anómalo del sistema de estudio. Tras la diagnosis, el objetivo es restablecer el funcionamiento deseado mediante la reparación o sustitución de tales componentes. En sistemas complejos pueden existir muy diversas formas de realizar dicho proceso, y resulta de interés hacerlo de manera óptima. En este trabajo se presenta un modelo CSP (Problema de Satisfacción de Restricciones) para el secuenciamiento óptimo de tareas en la sustitución de piezas defectuosas cuando se suponen únicamente fallos simples. Para ello, se parte de un modelo para la selección de secuencias óptimas de ensamblaje en sistemas con múltiples máquinas. Para este último modelo, el objetivo del plan resultante es la minimización del tiempo total del ensamblaje, y para el anterior, del proceso global de reparación. Para ello, el modelo considera, además de las duraciones y los recursos utilizados por las tareas, los tiempos necesarios para el cambio de configuración (herramientas) en las máquinas de ensamblaje, y los retardos asociados al transporte de submontajes intermedios entre distintas máquinas. El problema puede ser visualizado mediante un grafo And/Or, que incluye el conjunto de todos los planes de montaje factibles para un producto. Esta representación recoge por un lado las restricciones de precedencia entre tareas, y por otro las relaciones entre las tareas para componer un plan correcto. En el presente trabajo se utiliza una extensión de esta representación que incluye todas las restricciones que aparecen en el problema, añadiéndose aquellas asociadas al uso de recursos. A partir de la representación anterior, se proponen sendos modelos CSP que recogen el conjunto de todas las restricciones del problema del ensamblado del producto completo y del problema de la sustitución de una pieza defectuosa.