A brief review on vertical transportation research and open issue

Book of Proceedings of the International Joint Conference-CIO-ICIEOM-IIE-AIM (IJC 2016), "XX Congreso de Ingeniería de Organización", "XXII International Conference on Industrial Engineering and Operations Management, "International IISE Conference 2016, "International AIM Conference 2016". Donostia-San Sebastian (Spain), July 13-15, 2016Vertical transportation refers to the movements of people in buildings. High-rise buildings have emerged as a common construction nowadays. In such buildings, the vertical transportation is extremely difficult to manage, specially, when the people arrive at the same time at specific floors wanting to travel to other floors. To solve such situations, the installation of elevator group control systems (EGCS) is a usual practice. EGCS are used to manage multiple elevators in a building to efficiently transport passengers. EGCSs need to meet the demands by assigning an elevator to each landing call while optimizing several criteria. This paper reviews the most relevant contributions in vertical transportation industr

Design and Implementation of Embedded Based elevator Control System

The elevator control system is one of the important aspects in electronics control module in automotive application. Here elevator control system is designed with different levels. First the elevator control system is implemented for multi-storage building. This implementation is based on FPGA based Fuzzy logic controller for intelligent control of elevator group system. This proposed approach is based on algorithm which is developed to reduce the amount of computation required by focusing only on relevant rules and ignoring those which are irrelevant to the condition for better performance of the group of elevator system. Here only two inputs are considered i.e. elevator car distance and number of stops. Based on these data the fuzzy controller can calculate the Performance Index (PI) of each elevator car, the car which has maximum PI gives the answer to the hall calls. This would facilitate reducing the Average Waiting Time (AWT) of the passenger. In the second level, the dispatching algorithm is implemented for multi-storage building. Here six types of dispatching algorithms are considered. Based on the traffic situation and condition, one algorithm out of six is operated, that should reduce the Average Waiting Time of passenger and reduce the power consumption of elevator system. The hardware part of the work consists of a simple D. C. Motor, which can control the up and down movement of the elevator car. This D. C. Motor is controlled through the MC9S12DP256B microcontroller. Here four floor elevator systems have been considered and every floor has two switches, one switch is used for up movement and another switch is used for down movement. Based on the switch pressed, the elevator car can move either in upward or downward direction. Here two sensors are used in every floor. One sensor is used for detecting the elevator car when elevator car reached to its destination floor. This sensor detects the car and stops the D.C. Motor. At the same time, another sensor is used for opening and closing the door. Finally, a novel fuzzy based PID controller algorithm is implemented in the MC9S12dp256B microcontroller. This algorithm is mainly used for maintaining the constant speed of D.C. Motor with different load conditions

Una revisión del estado del arte de los problemas asociados al transporte vertical mediante ascensores en edificios

El transporte vertical es una disciplina que estudia los movimientos de personas en edificios. Los edificios altos se han convertido en una construcción común hoy en día. En dichos edificios, el transporte vertical es un problema que requiere un enfoque sistemático y ordenado. Así, para casos extremos en determinados edificios singulares, la ordenación del transporte vertical se convierte en un problema muy difícil de manejar, especialmente cuando diferentes personas llegan casi al mismo tiempo a plantas específicas deseando viajar hasta otras plantas de destino. Para resolver tales situaciones, la instalación de sistemas de control de grupos de ascensores (conocidos en inglés como Elevator Group Control Systems, EGCS) es una práctica habitual. Los EGCS se utilizan para gestionar ascensores coordinados múltiples en un edificio con el objeto de transportar pasajeros de manera eficiente. Los EGCS deben satisfacer las demandas asignando un ascensor a cada llamada de planta, realizando el despacho de ascensores atendiendo a diferentes criterios de optimización. Este artículo realiza una revisión sistemática y muestra distintas clasificaciones de las contribuciones más relevantes en la industria del transporte vertical, abordando tanto la revisión de la literatura científica, como las patentes en la industria y los trabajos recogidos en revistas de carácter profesional.Plan Nacional de I+D TI-331/2002Plan Nacional de I+D DPI2010- 15352Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa de la Junta de Andalucía P07-TEP-0283

Optimización del despacho de llamadas mediante la inclusión de la consideración del tiempo de espera relativo

[ESP] La incesante revalorización del suelo urbano y la necesidad de maximizar el aprovechamiento de éste tienen como consecuencia la construcción de rascacielos y edificios de altura cada vez mayor. En estas instalaciones el transporte vertical constituye un verdadero problema logístico. Se define éste como el desplazamiento en sentido ascendente y descendente de personas y bienes a través de las plantas de un edifico. Los medios disponibles para llevar a cabo dicho transporte son dos y complementarios: escaleras y ascensores. Ambos parámetros no son totalmente independientes el uno del otro sino que existe un cierto grado de correlación entre ambos de forma que una vez alcanzado un diseño óptimo es difícil mejorar uno sin empeorar el otro

Advanced flight control system study

The architecture, requirements, and system elements of an ultrareliable, advanced flight control system are described. The basic criteria are functional reliability of 10 to the minus 10 power/hour of flight and only 6 month scheduled maintenance. A distributed system architecture is described, including a multiplexed communication system, reliable bus controller, the use of skewed sensor arrays, and actuator interfaces. Test bed and flight evaluation program are proposed

Adaptive Order Dispatching based on Reinforcement Learning: Application in a Complex Job Shop in the Semiconductor Industry

Heutige Produktionssysteme tendieren durch die Marktanforderungen getrieben zu immer kleineren Losgrößen, höherer Produktvielfalt und größerer Komplexität der Materialflusssysteme. Diese Entwicklungen stellen bestehende Produktionssteuerungsmethoden in Frage. Im Zuge der Digitalisierung bieten datenbasierte Algorithmen des maschinellen Lernens einen alternativen Ansatz zur Optimierung von Produktionsabläufen. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen eine hohe Leistungsfähigkeit von Verfahren des Reinforcement Learning (RL) in einem breiten Anwendungsspektrum. Im Bereich der Produktionssteuerung haben sich jedoch bisher nur wenige Autoren damit befasst. Eine umfassende Untersuchung verschiedener RL-Ansätze sowie eine Anwendung in der Praxis wurden noch nicht durchgeführt. Unter den Aufgaben der Produktionsplanung und -steuerung gewährleistet die Auftragssteuerung (order dispatching) eine hohe Leistungsfähigkeit und Flexibilität der Produktionsabläufe, um eine hohe Kapazitätsauslastung und kurze Durchlaufzeiten zu erreichen. Motiviert durch komplexe Werkstattfertigungssysteme, wie sie in der Halbleiterindustrie zu finden sind, schließt diese Arbeit die Forschungslücke und befasst sich mit der Anwendung von RL für eine adaptive Auftragssteuerung. Die Einbeziehung realer Systemdaten ermöglicht eine genauere Erfassung des Systemverhaltens als statische Heuristiken oder mathematische Optimierungsverfahren. Zusätzlich wird der manuelle Aufwand reduziert, indem auf die Inferenzfähigkeiten des RL zurückgegriffen wird. Die vorgestellte Methodik fokussiert die Modellierung und Implementierung von RL-Agenten als Dispatching-Entscheidungseinheit. Bekannte Herausforderungen der RL-Modellierung in Bezug auf Zustand, Aktion und Belohnungsfunktion werden untersucht. Die Modellierungsalternativen werden auf der Grundlage von zwei realen Produktionsszenarien eines Halbleiterherstellers analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass RL-Agenten adaptive Steuerungsstrategien erlernen können und bestehende regelbasierte Benchmarkheuristiken übertreffen. Die Erweiterung der Zustandsrepräsentation verbessert die Leistung deutlich, wenn ein Zusammenhang mit den Belohnungszielen besteht. Die Belohnung kann so gestaltet werden, dass sie die Optimierung mehrerer Zielgrößen ermöglicht. Schließlich erreichen spezifische RL-Agenten-Konfigurationen nicht nur eine hohe Leistung in einem Szenario, sondern weisen eine Robustheit bei sich ändernden Systemeigenschaften auf. Damit stellt die Forschungsarbeit einen wesentlichen Beitrag in Richtung selbstoptimierender und autonomer Produktionssysteme dar. Produktionsingenieure müssen das Potenzial datenbasierter, lernender Verfahren bewerten, um in Bezug auf Flexibilität wettbewerbsfähig zu bleiben und gleichzeitig den Aufwand für den Entwurf, den Betrieb und die Überwachung von Produktionssteuerungssystemen in einem vernünftigen Gleichgewicht zu halten

A Capacity Planning Simulation Model for Reconfigurable Manufacturing Systems

Important objectives and challenges in today’s manufacturing environment include the introduction of new products and the designing and developing of reconfigurable manufacturing systems. The objective of this research is to investigate and support the reconfigurability of a manufacturing system in terms of scalability by applying a discrete-event simulation modelling technique integrated with flexible capacity control functions and communication rules for re-scaling process. Moreover, the possible extension of integrating the discrete-event simulation with an agent-based model is presented as a framework. The benefits of this framework are collaborative decision making using agents for flexible reaction to system changes and system performance improvement. AnyLogic multi-method simulation modelling platform is utilized to design and create different simulation modelling scenarios. The developed capacity planning simulation model results are demonstrated in terms of a case study using the configurable assembly Learning Factory (iFactory) in the Intelligent Manufacturing Systems (IMS) Center at the University of Windsor. The main benefit of developed capacity planning simulation in comparison to traditional discrete-event simulation is, with a single simulation run, the recommended capacity for manufacturing system will be determined instead of running several discrete-event simulation models to find the needed capacity

Re-use of tests and arguments for assesing dependable mixed-critically systems

The safety assessment of mixed-criticality systems (MCS) is a challenging activity due to system heterogeneity, design constraints and increasing complexity. The foundation for MCSs is the integrated architecture paradigm, where a compact hardware comprises multiple execution platforms and communication interfaces to implement concurrent functions with different safety requirements. Besides a computing platform providing adequate isolation and fault tolerance mechanism, the development of an MCS application shall also comply with the guidelines defined by the safety standards. A way to lower the overall MCS certification cost is to adopt a platform-based design (PBD) development approach. PBD is a model-based development (MBD) approach, where separate models of logic, hardware and deployment support the analysis of the resulting system properties and behaviour. The PBD development of MCSs benefits from a composition of modular safety properties (e.g. modular safety cases), which support the derivation of mixed-criticality product lines. The validation and verification (V&V) activities claim a substantial effort during the development of programmable electronics for safety-critical applications. As for the MCS dependability assessment, the purpose of the V&V is to provide evidences supporting the safety claims. The model-based development of MCSs adds more V&V tasks, because additional analysis (e.g., simulations) need to be carried out during the design phase. During the MCS integration phase, typically hardware-in-the-loop (HiL) plant simulators support the V&V campaigns, where test automation and fault-injection are the key to test repeatability and thorough exercise of the safety mechanisms. This dissertation proposes several V&V artefacts re-use strategies to perform an early verification at system level for a distributed MCS, artefacts that later would be reused up to the final stages in the development process: a test code re-use to verify the fault-tolerance mechanisms on a functional model of the system combined with a non-intrusive software fault-injection, a model to X-in-the-loop (XiL) and code-to-XiL re-use to provide models of the plant and distributed embedded nodes suited to the HiL simulator, and finally, an argumentation framework to support the automated composition and staged completion of modular safety-cases for dependability assessment, in the context of the platform-based development of mixed-criticality systems relying on the DREAMS harmonized platform.La dificultad para evaluar la seguridad de los sistemas de criticidad mixta (SCM) aumenta con la heterogeneidad del sistema, las restricciones de diseño y una complejidad creciente. Los SCM adoptan el paradigma de arquitectura integrada, donde un hardware embebido compacto comprende múltiples plataformas de ejecución e interfaces de comunicación para implementar funciones concurrentes y con diferentes requisitos de seguridad. Además de una plataforma de computación que provea un aislamiento y mecanismos de tolerancia a fallos adecuados, el desarrollo de una aplicación SCM además debe cumplir con las directrices definidas por las normas de seguridad. Una forma de reducir el coste global de la certificación de un SCM es adoptar un enfoque de desarrollo basado en plataforma (DBP). DBP es un enfoque de desarrollo basado en modelos (DBM), en el que modelos separados de lógica, hardware y despliegue soportan el análisis de las propiedades y el comportamiento emergente del sistema diseñado. El desarrollo DBP de SCMs se beneficia de una composición modular de propiedades de seguridad (por ejemplo, casos de seguridad modulares), que facilitan la definición de líneas de productos de criticidad mixta. Las actividades de verificación y validación (V&V) representan un esfuerzo sustancial durante el desarrollo de aplicaciones basadas en electrónica confiable. En la evaluación de la seguridad de un SCM el propósito de las actividades de V&V es obtener las evidencias que apoyen las aseveraciones de seguridad. El desarrollo basado en modelos de un SCM incrementa las tareas de V&V, porque permite realizar análisis adicionales (por ejemplo, simulaciones) durante la fase de diseño. En las campañas de pruebas de integración de un SCM habitualmente se emplean simuladores de planta hardware-in-the-loop (HiL), en donde la automatización de pruebas y la inyección de faltas son la clave para la repetitividad de las pruebas y para ejercitar completamente los mecanismos de tolerancia a fallos. Esta tesis propone diversas estrategias de reutilización de artefactos de V&V para la verificación temprana de un MCS distribuido, artefactos que se emplearán en ulteriores fases del desarrollo: la reutilización de código de prueba para verificar los mecanismos de tolerancia a fallos sobre un modelo funcional del sistema combinado con una inyección de fallos de software no intrusiva, la reutilización de modelo a X-in-the-loop (XiL) y código a XiL para obtener modelos de planta y nodos distribuidos aptos para el simulador HiL y, finalmente, un marco de argumentación para la composición automatizada y la compleción escalonada de casos de seguridad modulares, en el contexto del desarrollo basado en plataformas de sistemas de criticidad mixta empleando la plataforma armonizada DREAMS.Kritikotasun nahastuko sistemen segurtasun ebaluazioa jarduera neketsua da beraien heterogeneotasuna dela eta. Sistema hauen oinarria arkitektura integratuen paradigman datza, non hardware konpaktu batek exekuzio plataforma eta komunikazio interfaze ugari integratu ahal dituen segurtasun baldintza desberdineko funtzio konkurrenteak inplementatzeko. Konputazio plataformek isolamendu eta akatsen aurkako mekanismo egokiak emateaz gain, segurtasun arauek definituriko jarraibideak jarraitu behar dituzte kritikotasun mistodun aplikazioen garapenean. Sistema hauen zertifikazio prozesuaren kostua murrizteko aukera bat plataformetan oinarritutako garapenean (PBD) datza. Garapen planteamendu hau modeloetan oinarrituriko garapena da (MBD) non modeloaren logika, hardware eta garapen desberdinak sistemaren propietateen eta portaeraren aurka aztertzen diren. Kritikotasun mistodun sistemen PBD garapenak etekina ateratzen dio moduluetan oinarrituriko segurtasun propietateei, adibidez: segurtasun kasu modularrak (MSC). Modulu hauek kritikotasun mistodun produktu-lerroak ere hartzen dituzte kontutan. Berifikazio eta balioztatze (V&V) jarduerek esfortzu kontsideragarria eskatzen dute segurtasun-kiritikoetarako elektronika programagarrien garapenean. Kritikotasun mistodun sistemen konfiantzaren ebaluazioaren eta V&V jardueren helburua segurtasun eskariak jasotzen dituzten frogak proportzionatzea da. Kritikotasun mistodun sistemen modelo bidezko garapenek zeregin gehigarriak atxikitzen dizkio V&V jarduerari, fase honetan analisi gehigarriak (hots, simulazioak) zehazten direlako. Bestalde, kritikotasun mistodun sistemen integrazio fasean, hardware-in-the-loop (Hil) simulazio plantek V&V iniziatibak sostengatzen dituzte non testen automatizazioan eta akatsen txertaketan funtsezko jarduerak diren. Jarduera hauek frogen errepikapena eta segurtasun mekanismoak egiaztzea ahalbidetzen dute. Tesi honek V&V artefaktuen berrerabilpenerako estrategiak proposatzen ditu, kritikotasun mistodun sistemen egiaztatze azkarrerako sistema mailan eta garapen prozesuko azken faseetaraino erabili daitezkeenak. Esate baterako, test kodearen berrabilpena akats aurkako mekanismoak egiaztatzeko, modelotik X-in-the-loop (XiL)-ra eta kodetik XiL-rako konbertsioa HiL simulaziorako eta argumentazio egitura bat DREAMS Europear proiektuan definituriko arkitektura estiloan oinarrituriko segurtasun kasu modularrak automatikoki eta gradualki sortzeko

Assessment of avionics technology in European aerospace organizations

This report provides a summary of the observations and recommendations made by a technical panel formed by the National Aeronautics and Space Administration (NASA). The panel, comprising prominent experts in the avionics field, was tasked to visit various organizations in Europe to assess the level of technology planned for use in manufactured civil avionics in the future. The primary purpose of the study was to assess avionics systems planned for implementation or already employed on civil aircraft and to evaluate future research, development, and engineering (RD&E) programs, address avionic systems and aircraft programs. The ultimate goal is to ensure that the technology addressed by NASa programs is commensurate with the needs of the aerospace industry at an international level. The panel focused on specific technologies, including guidance and control systems, advanced cockpit displays, sensors and data networks, and fly-by-wire/fly-by-light systems. However, discussions the panel had with the European organizations were not limited to these topics

Controlled self-organisation using learning classifier systems

The complexity of technical systems increases, breakdowns occur quite often. The mission of organic computing is to tame these challenges by providing degrees of freedom for self-organised behaviour. To achieve these goals, new methods have to be developed. The proposed observer/controller architecture constitutes one way to achieve controlled self-organisation. To improve its design, multi-agent scenarios are investigated. Especially, learning using learning classifier systems is addressed