Planificación n de Tareas

Manufactura Integrado por Computador

Manufactura Integrado por Computador - - CIM II CIM II

FIUBA FIUBA

Planificaci

Planificaci ó ó n de Tareas n de Tareas

M. Ing. Ochoa María Alejandra

Planificaci

Planificaci ó ó n de Tareas n de Tareas

ROB ROB Ó Ó TICA TICA

Conjunto de procesos que se realizan para Conjunto de procesos que se realizan para

obtener un plan de actuaci

obtener un plan de actuaci ó ó n para resolver n para resolver un problema.

un problema.

Campo de aplicación Se describe como un:

Planificaci

Planificaci ó ó n de Tareas n de Tareas

Un problema de b

Un problema de b úsqueda en un ú squeda en un ESPACIO DE ESTADOS ESPACIO DE ESTADOS

• Conjunto de estados: representados en lógica de predicados

• Funciones de transición: son los operadores (irreversibles, semirreversibles, reversibles en uno o más pasos)

• Estado Inicial: debe pertenecer al conjunto de estados válidos y es el estado de partida

• Estado Final: debe pertenecer al conjunto de estados válidos y es la meta

definido por

Información referente al:

DOMINIO

DOMINIO PROBLEMA PROBLEMA

•Conjunto de estados

•Conjunto de operadores

•Estado inicial

•Estado final

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Planificaci ó ó n de Tareas n de Tareas

A

B C

C

B A

Planificaci

Planificaci ó ó n de Tareas n de Tareas

Estado Inicial

encima (A, B) ^ en-mesa (C) ^ en-mesa (B)

^ brazo-libre ^ libre (A) ^ libre (C)

Estado final

encima (C, B) ^ en-mesa (A) ^ en-mesa (B) ^ brazo-libre ^ libre (A) ^ libre (C)

Ejemplo: “El mundo de los bloques”

Planificaci

Planificaci ó ó n de Tareas n de Tareas

Ejemplo: “El mundo de los bloques”

Conjunto de estados

- encima (A, B), el bloque A está encima del bloque B - en-mesa (C), el bloque C está sobre la mesa

- libre (A), el bloque A está libre, no tiene nada encima - sujeto (C), el brazo del robot tiene sujeto el bloque C - brazo-libre, el brazo del robot está libre.

Operadores

- QUITAR (A, B), levantar el bloque A de encima del bloque B - PONER (C, B), dejar el bloque C encima del bloque B

- LEVANTAR (C) , levantar el bloque C de encima de la mesa - DEJAR (A), dejar el bloque A encima de la mesa.

Tomar decisiones

Ejecutar la regla elegida

Detectar una solución

Detectar un camino muerto

Detectar bucles

Reparar una solución casi correcta

FUNCIONES FUNCIONES

Planificaci

Planificaci ó ó n de Tareas n de Tareas

 

^basábasándose en la diferencia que existen entre el estado inicial y el ndose en la diferencia que existen entre el estado inicial y el final.final.

 

en base a reglas de controlen base a reglas de control

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Funci

Funci ó ó n: n TOMAR DECISIONES TOMAR DECISIONES

Ir-Ir-AA--PiePie Ir-Ir-CocheCoche

Ir-Ir-AviAvióónn Reglas de control

Reglas de control

Prefiere Prefiere Preferencia

Preferencia

Rechaza Rechaza Rechazo

Rechazo

Rechaza Rechaza Rechaza

Rechaza Selecciona

Selecciona Selecci

Seleccióónn

Ejemplo:

Ejemplo: ““Ir Ir Bs. As.Bs. As. a Saltaa Salta””

Planificaci

Planificaci ó ó n de Tareas n de Tareas

Funci

Funci ó ó n: n EJECUTAR LA REGLA ELEGIDA EJECUTAR LA REGLA ELEGIDA

después de comprobar que las precondiciones se cumplen

Estado interno de la máquina

en el

Se debe registrar el cambio que provoca

Especificar todo lo que cambia y lo que no cambia.

(Método de Green)

Especificar sólo lo que cambia.

(STRIPS) Post- condiciones

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Funci

Funci ó ó n: n DETECTAR UNA SOLUCI DETECTAR UNA SOLUCI Ó Ó N N

Ser capaz de determina una Ser capaz de determina una forma de detectar cu

forma de detectar cuáándo se ha ndo se ha llegado a una soluci

llegado a una solucióón n

Equiparación de las submetas con el estado en el que se

encuentre el planificador.

Forma de lograrlo Forma de lograrlo

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Funci

Funci ó ó n: n DETECTAR UN CAMINO MUERTO DETECTAR UN CAMINO MUERTO

Caminos por los que no se llega Caminos por los que no se llega

a una soluci a una solucióón. n.

Heurísticas de detección de caminos muertos

Ir de Bs. As. a Mar del Plata, Ir de Bs. As. a Mar del Plata,

dividiendo en los subproblemas: Bs.

dividiendo en los subproblemas: Bs.

As. –As. – Salta; Salta –Salta; Salta – Chubut; Chubut –Chubut; Chubut – Mar del Plata.

Mar del Plata.

Subproblemas Subproblemas

mas dif

mas difícilesíciles

brazo

brazo--libre ^ sujeto (A)libre ^ sujeto (A) Metas

Metas

contradictorias contradictorias

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Funci

Funci ó ó n: n DETECTAR BUCLES DETECTAR BUCLES

el planificador contenga acciones que impliquen bucles

BUCLE DE ESTADO:

BUCLE DE ESTADO: PONER (A,B) luegoluego QUITAR (A,B)

para evitar que

el planificador se meta en un bucle de ejecución

BUCLE DE META:

BUCLE DE META: para alcanzar mpara alcanzar m11

es necesario verificar que m

es necesario verificar que m11 sea sea cierto ingresando en un bucle cierto ingresando en un bucle

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Funci

Funci ó ó n: n REPARAR UNA SOLUCION CASI CORRECTA REPARAR UNA SOLUCION CASI CORRECTA

Reparar la parte el plan en lugar de Reparar la parte el plan en lugar de

rechazarlo en tu totalidad.

rechazarlo en tu totalidad.

aeropuerto Bs.As.

Bs.As. SaltaSalta

FALLA FALLA

(opcional pero deseable) (opcional pero deseable)

Estrategia de compromiso

Estrategia de compromiso

: :

no especificar el orden de los operadores.no especificar el orden de los operadores.

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ABSTRIPS

T E C N I C A S T E C N I C A S

NOAH

STRIPS

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T T écnica é cnica: STRIPS STRIPS

Arma una pila con las metas a alcanzar y los OPERADORES

OPERADORES que pueden conseguirlas.

Se logra la meta cuando Se logra la meta cuando

la pila esta vac la pila esta vacíía.a.

 

Precondiciones: condiciones para Precondiciones ejecutar el operador

 

^AñAñadidosadidos: predicados que se añaden al estado cuando se ejecuta el operador

 

Borrados: predicados que se borran del ^Borrados estado cuando se ejecuta el operador

Post-Post-condicionescondiciones

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T T écnica é cnica: STRIPS STRIPS

Ejemplo: “El mundo de los bloques”

sujeto (X) sujeto (X) en-en-mesa (X) ^ brazomesa (X) ^ brazo--librelibre

sujeto (X) sujeto (X) DEJAR (X)

DEJAR (X)

en-en-mesa (X) ^ libre X) ^ mesa (X) ^ libre X) ^ brazo

brazo--librelibre sujeto (X)

sujeto (X) en-en-mesa (X) ^ libre (X) ^ mesa (X) ^ libre (X) ^

brazo brazo--librelibre LEVANTAR (X)

LEVANTAR (X)

libre (Y) ^ sujeto (X) libre (Y) ^ sujeto (X) encima (X, Y) ^ brazo

encima (X, Y) ^ brazo--librelibre libre (Y) ^ sujeto (X)

libre (Y) ^ sujeto (X) PONER (X, Y)

PONER (X, Y)

brazo

brazo--libre ^ encima (X, libre ^ encima (X, Y) ^ libre (X)

Y) ^ libre (X) sujeto (X) ^ libre (Y)

sujeto (X) ^ libre (Y) encima (X, Y) ^ libre (X) ^

encima (X, Y) ^ libre (X) ^ brazo

brazo--librelibre QUITAR (X, Y)

QUITAR (X, Y)

Borrados Borrados AAññadidosadidos

Precondici Precondicióónn OPERADOR

OPERADOR

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T T écnica é cnica: STRIPS STRIPS

A

B C

C

B A

Estado Inicial encima (A, B) en-mesa (C) en-mesa (B) brazo-libre libre (A) libre (C)

encima (C, B) en-mesa (A) M

RR

M = encima (C, B) ^ en-mesa (A) ^ R

en-mesa (A) encima (C, B) M

Estado Final encima (C, B) en-mesa (A) en-mesa (B) brazo-libre libre (A) libre (C)

Conjunción de metas

STRIPS sigue estrategia de búsqueda en

profundidad

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T T écnica é cnica: STRIPS STRIPS

encima (C, B) en-mesa (A) R

M = encima (C, B) ^ en-mesa (A) ^ R

en-mesa (A) encima (C, B) R

PONER (C, B) en-mesa (A) R

libre (B) sujeto (C)

libre (B) ^ sujeto (C) PONER (C, B)

en-mesa (A) R

sujeto (C) libre (B)

libre (B) ^ sujeto (C) PONER (C, B)

en-mesa (A)

R Se sigue armando el áSe sigue armando el árbol rbol hasta que la pila quede vac hasta que la pila quede vacííaa

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T T écnica é cnica: STRIPS STRIPS



Resuelve el problema, pero con gran cantidad de posibilidades (nodos), que pasaría con 20 bloques en lugar de 3?



Llega a la solución sin información a priori o de control  sin heuristica



Los caminos equivocados conducen a:

 bucles de estado

 bucle de meta

 falta de operadores que pueda hacer cierta una meta PROBLEMAS

PROBLEMAS

Planificaci

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Pese a que existe soluci

Pese a que existe solució ón a un determinado problema n a un determinado problema no lo encuentra. (Problema del cohete chino)

no lo encuentra. (Problema del cohete chino) Es INCOMPLETA Es INCOMPLETA

Obtiene planes compuestos de operadores y sus Obtiene planes compuestos de operadores y sus operadores inversos. (Problema de Sussman) operadores inversos. (Problema de Sussman) Es NO Es NO - - OPTIMA OPTIMA

DESVENTAJAS DESVENTAJAS

T T écnica é cnica: STRIPS STRIPS

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Planificaci ó ó n de Tareas n de Tareas

T T écnica é cnica: STRIPS STRIPS

C

A B

B C A

Ejemplo: “Anomalia de Sussman”

Metas:

encima (A,B) ^ encima (B, C) ^ en-mesa (C) ^ libre (A) ^ brazo-libre

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T T écnica é cnica: STRIPS STRIPS

Ejemplo: “Anomalia de Sussman”

encima (A,B) ^ encima (B, C) ^ en-mesa (C) ^ libre (A) ^ brazo-libre

PONER (A, B) PONER (B, C)

sujeto (A) ^ libre (B) ^ encima (B, C) sujeto (B)sujeto (B)^ libre (C) ^ encima (A, B)encima (A, B) XX

PONER (B, C)

sujeto (B)

sujeto (B) ^ libre (C) ^ sujeto (A)sujeto (A)

XX No pueden ser ciertasNo pueden ser ciertas

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T T écnica é cnica: STRIPS STRIPS

Ejemplo: “Cohete chino”

Hay un río en el que, en su orilla izquierda, hay varios objetos para ser trasportados por un cohete a la otra orilla. El cohete solo puede dispararse una vez. Puede llevar varios objetos al mismo tiempo.

Este problema STRIPS no lo puede resolver porque no Este problema STRIPS no lo puede resolver porque no

puede trabajar con dos o mas metas al mismo tiempo

puede trabajar con dos o mas metas al mismo tiempo

Planificaci

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T T écnica é cnica: ABSTRIPS ABSTRIPS



Es una versión jerárquica de STRIPS.



Establece un plan abstracto general que luego desglosa en estado intermedios.



El plan general establece estados intermedios entre el estado inicial y el estado final.



Los subplanes se detallaran hasta lo que la descripción del dominio lo permita.

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T T écnica é cnica: ABSTRIPS ABSTRIPS

IR-IR-ROBOT (R, H1, H2)ROBOT (R, H1, H2) precondiciones

precondiciones: {robot (R) ^ {10} habitación (H1) ^

{10} habitación (H2) ^ {5} en (R, H1) ^ {8} conectadas (H1, H2) ^ {5} libre (R) ^ {2} puerta-cerrada (H1, H2) ^ {2} tiene- llave (R)

aaññadidos: en (R, H2) ^ puerta-abierta (H1, H2)adidos borrados

borrados: en (R, H1) ^ puerta-cerrada (H1,H2) Ejemplo

Ejemplo: mover un robot entre dos habitaciones

Valores críticos {10}, {8}, etc. para establecer planes a diferentes niveles de abstraccion.

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T T écnica é cnica: NOAH NOAH

Ejemplo: “Pintar una escalera de mano y un techo”

pintar (techo, blanco)

pintar (escalera, rojo)

U S



Planificación jerjeráárquicarquica no lineal con estrategia de compromiso compromiso mímínimonimo (no se debe tomar ninguna decisión hasta que no se vea forzado a ello).



Establece primero un plan abstractoplan abstracto, luego lo va detallando de acuerdo a varios criterios (críticos)

Planificaci

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T T écnica é cnica: NOAH NOAH

OBTENER (blanco)

OBTENER (escalera) U

S

PINTAR (techo, blanco)

OBTENER (rojo) OBTENER (escalera) PINTAR (escalera, rojo) S

S U

U

CRITERIO: para pintar se debe obtener una escalera y la pintura

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T T écnica é cnica: NOAH NOAH

OBTENER (blanco) OBTENER (escalera) S U

PINTAR (techo, blanco)

OBTENER (rojo) OBTENER (escalera)

PINTAR (escalera, rojo) S

S U

U

CRITERIO: obtener una escalera y la pintura son anteriores a pintar, por lo tanto se debe reordenar

Planificaci

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T T écnica é cnica: NOAH NOAH

OBTENER (blanco) OBTENER (escalera) S U

PINTAR (techo, blanco)

OBTENER (rojo) OBTENER (escalera)

PINTAR (escalera, rojo) S

S

U

CRITERIO: si se pinta primero la escalera de rojo y luego se pinta el techo de blanco, la escalera quedaría manchada, por lo tanto…

Planificaci

Planificaci ó ó n de Tareas n de Tareas

T T écnica é cnica: NOAH NOAH

OBTENER (blanco) OBTENER (escalera) S U

PINTAR (techo, blanco)

OBTENER (rojo) PINTAR (escalera, rojo)

S

U

CRITERIO: se esta ejecutando “obtener escalera” dos veces

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Planificaci ó ó n de Tareas n de Tareas

T T écnica é cnica: NOAH NOAH

 

^{JeráJerárquica}rquica: realiza un plan abstracto y luego lo detalla

 

^{No lineal:No lineal} no establece orden respecto a las metas, se puede trabajar en cualquier meta en cualquier momento

 

Estrategia de compromiso míEstrategia de compromiso mínimonimo: no toma una decisión hasta que no se ve obligado a ello.

Cada uno de estos se denomina orden total de ejecuci

Cada uno de estos se denomina orden total de ejecucióón en un n en un planificados con estrategia de compromiso casual.

planificados con estrategia de compromiso casual.

oo Genera ordenes parciales Genera ordenes parciales de ejecuci

de ejecucióón de operadoresn de operadores

No toma una decisi

No toma una decisióón hasta que los crn hasta que los crííticos le dicen que debe tomarlaticos le dicen que debe tomarla oo Llevada a un extremo no Llevada a un extremo no

necesita retroceso necesita retroceso

Ventajas de Compromiso m

Ventajas de Compromiso míínimo vs. Compromiso casualnimo vs. Compromiso casual

F I N

F I N