This thesis presents methods for simplifying the use of multi-agent systems in Plug & Produce. The demand for customized products and low volume production is constantly increasing. The industry has for many years used dedicated manufacturing systems where it is difficult and expensive to adapt to new product designs. Instead, factories are forced to use human workers for certain tasks that demand high flexibility and rapid adaption for new product designs. Several solutions have been proposed over the years to create highly flexible automation systems that automatically handles rapid adaption for new products. A concept called Plug & Produce aims at creating a system where resources and parts can be added in minutes rather than days in dedicated systems. One promising solution for implementing Plug & Produce is the distributed approach called multi-agent systems, where each resource and part get its own controller that communicates with each other to reach manufacturing goals. The idea is that the system automatically handles the adaption for new products. However, still today the use of such systems is extremely limited in the industry. One reason is the lack of mature multi-agent systems that are easy to use and that hides the complexity of the underlying agent system from the users. This is a huge problem since these systems tend to be more complex than traditional approaches. Thus, this thesis focuses on simplifying the use of multi-agent systems by proposing various methods for bringing the multi-agent technology for Plug & Produce closer to the industry.

Denna avhandling presenterar metoder för att förenkla användningen av multiagent-system för Plug & Produce. Efterfrågan på kundanpassade produkter och lågvolymproduktion ökar ständigt. Industrin har under många år använt sig avdedikerade tillverkningssystem som gör det både svårt och dyrt att anpassa sig till nya produktdesigner. Istället tvingas fabriker att antälla onödigt många operatörer för vissa arbetsuppgifter där det krävs hög flexibilitet och snabb anpassning till nya produktdesigner. Flera lösningar har föreslagits under åren för att skapa flexibla automatiseringssystem som automatiskt hanterar snabb omställning till nya produkter. Ett koncept som heter Plug & Produce handlar om att skapa system där nya typer av resurser och produkter kan kopplas in i systemet på ett fåtal minuter snarare än dagar i traditionella system. För att implementera Plug & Produce kan multi-agent-system användas, där varje resurs och produkt får sin egen styrning. Agenterna kan sedan kommunicera med varandra för att nå de mål som satts upp för tillverkningen av produkterna. Tanken är att systemet automatiskt hanterar anpassningen till nya produkter. Idag är dock användningen av sådana system extremt begränsad i industrin. En av anledningarna är avsaknaden av mogna multi-agent-system som är lätta att använda och där komplexiteten hos det underliggande agensystemet kan döljas från användaren.

Detta är ett stort problem eftersom multi-agent-system tenderar att vara mer komplexa än traditionella system. Därför fokuserar denna avhandling på att förenkla användningen av multi-agent-system genom att föreslå olika metoder som kan underlätta användandet av multi-agent-tekniken för Plug & Produce i industrin.

Kundanpassade produkter och korta produktionsserier blir alltmer populärt. Detta har lett till problem för dedikerade tillverkningssystem som är designade för massproduktion. Det krävs ofta långa produktionsserier för att det ska bli en rimlig investering att ställa om produktionen. Därför används människor för tillverkningsuppgifter som ofta ställs om. Denna avhandling fokuserar på konceptet Plug & Produce, som gör det enklare att flytta, lägga till och ta bort resurser från ett tillverkningssystem. Tanken är att resurser placeras i processmoduler som alla har samma fysiska gränssnitt för att kopplas in i tillverkningssystemet. Styrningen av tillverkningssystemet görs av ett multiagentsystem där varje detalj som ska produceras för produkter får en egen agent som representerar detaljen och agerar som styrningsmjukvara. Varje detaljs agent tar hand on sina egna tillverkningsmål genom att kommunicera med resursagenter i systemet som används för styrning av resurserna. I detta arbete, presenteras ett ramverk för Plug & Produce som består av ett konfigurerbart multiagentsystem, samt ett konfigurationsverktyg som kan användas för att definiera agenterna. Arbetet inkluderar metoder för att identifiera inkopplade resurser, kommunikation mellan agenter, schemaläggning som kan undvika konflikter mellan agenter, samt metoder för att automatiskt hitta vägar för transport genom tillverkningssystemet.

Customized products and low-volume production are becoming more popular resulting in a problem for dedicated manufacturing systems that are designed for mass production. Adapting a system to new demands is expensive and requires many products to be produced before it becomes a reasonable investment. This has forced factories to use human workers for manufacturing tasks that often change. This thesis focuses on a concept called Plug & Produce, which makes it easier to move, add, and remove resources in manufacturing systems. This is done by containing resources in process modules that all have the same physical connectors. To handle the control of the manufacturing system a multi-agent system is considered where each part to be produced for products has a part agent software running that represents that part. Each part agent takes care of their own manufacturing goals by communicating with resource agents that control the resources in the system. In this thesis, a Plug & Produce framework is describedthat consists of a configurable multi-agent system, together with a configuration tool for defining agent behaviours. Methods for identifying the resource that has been connected to a Plug & Produce system are investigated. Communication between agents in Plug & Produce is investigated. Scheduling is described for the presented systems to avoid conflicts when running multiple agents. Also, a pathfinding method for Plug & Produce is presented, which automatically gathers the necessary information for finding paths to transport parts through the manufacturing system.