Cette thèse décrit une partie du travail effectué dans le cadre du projet européen Symbrion 1 . Ce projet vise à la réalisation de tâches complexes nécessitant la coopération de multiples robots dans un cadre de robotique en essaim (au moins 100 robots opérant ensemble). De multiples problèmes sont étudiés par le projet dont : l'auto-assemblage de robots en structures complexes et l'auto-organisation d'un grand nombre de robots afin de réaliser une tâche commune. Le principal sujet porte sur les mécanismes d'auto-adaptation pour la robotique modulaire et en essaim, avec un intérêt pour des capacités de forte coordination et de coopération à l'échelle de l'essaim.Les difficultés rencontrées dans la réalisation de ce projet sont dues à l'utilisation de robots dans des environnements ouverts restant inconnus jusqu'à la phase de déploiement. Puisque les conditions d'opérations ne peuvent être prédites à l'avance, des algorithmes d'apprentissage en ligne doivent être utilisés pour élaborer les comportements utilisés. Lorsqu'un grand nombre de robots sont utilisés, plusieurs considérations doivent être prise en compte : capacité de communication réduite, faible mémoire, faible capacité de calcul. Par conséquent les algorithmes d'apprentissage en ligne doivent être distribués à travers l'essaim.De multiples approches ont déjà été proposées pour faire face aux problèmes posés par l'apprentissage en ligne décentralisé de comportements robotiques, parmi lesquels la robotique probabiliste, l'apprentissage par renforcement, et la robotique évolutionnaire. Cependant, le problème abordé dans le cadre de cette thèse se caractérise par le fait que l'on considère un groupe de robots (en lieu et place d'un seul et unique robot). De plus, dû à la nature ouverte de l'environnement, il n'est pas possible de supposer que l'ingénieur humain ait les connaissances nécessaires pour définir les éléments indispensables aux processus d'apprentissage.Assurer l'intégrité de l'essaim est placé en tant que premier élément d'une feuille de route visant à définir un ensemble d'étapes nécessaires à la réalisation d'une tâche par un groupe de robot dans un environnement ouvert :- Étape 1 : Assurer l'intégrité de l'essaim.- Étape 2 : Maintenir les robots disponibles en tant que service à l'utilisateur.- Étape 3 : Réaliser la tâche définie par l'utilisateur.Dans le cadre de cette thèse nous travaillons à la réalisation de l'étape 1 de cette feuille de route, et assumons l'hypothèse de travail suivante :Hypothèse de travail : Dans un cadre de robotique collective en environnement ouvert, la réalisation d'une tâche définie par l'utilisateur implique tout d'abord un comportement auto-adaptatif.Le sujet de cette thèse est la réalisation de solutions algorithmiques décentralisées pouvant garantir l'in- tégrité d'un essaim de robots en environnement ouvert lorsque un système robotique collectif utilise une communication locale. La principale difficulté à sa résolution est le besoin de prendre en compte l'envi- ronnement. En effet, en fonction de l'environnement courant, les robots peuvent avoir à démontrer une grande variété de comportements à l'échelle globale comme la coopération, la spécialisation, l'altruisme, ou la division du travail.Dans cette thèse nous introduisons et définissons le problème de l'Adaptation Evolutionnaire Distribuée Guidée par l'Environnement. Nous proposons un algorithme pour résoudre ce problem. Cet algorithme a été validé aussi bien en simulation que sur des robots réels. Il a été utilisé pour étudier le problème de l'auto-adaptation dans les environnements suivants :- Environnement où l'émergence de consensus comportementaux est nécessaire.- Environnements où la robustesse face à des changements environnementaux est nécessaires.- Environnements où des comportements altruistes sont nécessaires.

Bakgrund: Automatisering såsom Robotic Process Automation följs av en debatt huruvida dess innebörd är något fördelaktigt eller hotfullt för såväl anställda som företag. RPA har kapacitet att ersätta voluminösa och repetitiva arbetsuppgifter, vilket ligger till grund för både intresse och oro på arbetsmarknaden. Controllerrollen är vidare en mångfacetterad roll som präglas av tidspress och begränsad möjlighet att spendera arbetstid på värdefull analys. Yrkesrollen utgör därmed en intressant kontext för att studera hur automatisering kan tänkas verka för att skapa förändring. Utifrån tidigare forskning har RPA:s påverkan på en specifik yrkesroll inte behandlats, vilket skapar relevans i följande studies syfte. Vidare ämnar denna undersökning skapa underlag för företag att nå en framgångsrik implementering av tekniken. Syfte: Syftet med följande studie är att beskriva på vilket sätt controllerrollen kan tänkas förändras genom implementering av RPA, samt vilka följder tekniken kan få för såväl yrkesrollen som dess tillhörande företag. Metod: Denna empiriskt drivna studie karaktäriseras av ett kvalitativt tillvägagångssätt med utgångspunkt tagen i ett realistiskt perspektiv. Studiens empiri har samlats in genom semistrukturerade intervjuer med åtta controllers samt sex personer insatta i ämnet för RPA. Slutsats: RPA har kapacitet att assistera, möjligtvis ersätta, controllern i området för befattningens informationsproduktion. Genom denna tidsbesparing kan controllern spendera mer tid på proaktiv analys av kvalitetssäkrad information, något som resulterar i mer välgrundade beslutsunderlag för företag i stort. Vidare kan mjukvaran bidra med ökad effektivitet, flexibilitet och kvalitet, vilket kommer till olika uttryck för controllern och dess företag. Till följd av att RPA kan ersätta den fysiska medarbetaren i sedvanliga uppgifter, uppstår dock utmaningar för controllern i att bibehålla verksamhetsförståelse samtidigt som oro för nedskärningar kan spridas i personalstyrkan. Av den orsaken kan motstånd till förändring uppstå, vilket är en utmaning företag behöver hantera. För att nå en framgångsrik implementering av RPA bör företag därav ta hänsyn till aspekter såsom vikten av förberedelsearbete, upprättandet av en fungerande förvaltningsmodell, samt ett aktivt ledarskap genom hela implementeringsprocessen. / Background: Automation, such as Robotic Process Automation, is followed by a debate of whether it is beneficial or threatful for companies and its employees. The technology has the capacity to replace voluminous and repetitive tasks, which implies both interest and concern on the labor market. Furthermore, the controller is a multifaceted role characterized by time pressure and limited opportunity to work with valuable analysis. The role is thus an interesting context for studying how automation can create change. Based on previous research, RPA´s impact on a specific occupational role has not been addressed, which creates relevance in the purpose of the following study. Moreover, this study aims to create prerequisite for companies to achieve successful implementation of the technology. Purpose: The purpose of the study is to describe how the occupational role of a controller can change through implementation of RPA, as well as the consequences the technology can have for both the professional role and its associated company. Methodology: This empirically driven study is characterized by a qualitative approach based on a realistic perspective. The empirical data has been collected through semi structured interviews with eight controllers and six persons well familiar with the subject of RPA. Conclusion: RPA has the capacity to assist, alternatively replace, the controller in the area of information production. Through time saving, the controller can spend more time on proactive analysis of quality assured information, resulting in more well-founded decision making. Furthermore, the software can contribute to increased efficiency, flexibility and quality, which comes to different expressions for the controller and company. Due to the fact that RPA can replace the physical employee in customary tasks, however, challenges arise for the controller to maintain business understanding. Simultaneously, concerns about dismissals can be spread in the company. For that reason, resistance to change can arise, which is a challenge companies need to handle. In order to achieve a successful implementation of RPA, companies should take into account aspects such as the importance of preparatory work, the establishment of a functioning management model, and active leadership throughout the implementation process.

O aumento no número de dispositivos móveis com crescente capacidade de processamento traz como incentivo o desenvolvimento de sistemas distribuídos que possam explorar estas novas tecnologias. Dentro dos sistemas distribuídos, os mecanismos que permitem a troca de dados entre os processos que o constituem, possuem um papel importante para o desempenho da aplicação. Uma abordagem interessante para implementar estes mecanismos é por meio do uso de middlewares. O middleware abstrai as funcionalidades básicas oferecidas pelo sistema operacional e hardware para oferecer serviços de alto nível aos desenvolvedores. Estes serviços permitem aos desenvolvedores se concentrarem somente na lógica interna de suas aplicações, reduzindo também seu custo de manutenção. Incentivado pela necessidade de um mecanismo que garantisse a troca de informações entre as unidades de um sistema autônomo para o gerenciamento de AGVs (Automated Guided Vehicle), desenvolvido pelo grupo de mecatrônica da Universidade de São Paulo, este trabalho propõe uma arquitetura de comunicação baseada em middlewares que é inspirada no paradigma de comunicação RMI (Remote Method Invocation) para suprir a troca de dados necessária por meio do conceito de objetos distribuídos. Para apresentar o uso da IDL (Interface Definition Language) disponibilizada pela arquitetura proposta, uma demonstração de como acrescentar novos serviços à arquitetura é descrita. Para avaliar o desempenho da arquitetura e analisar o comportamento dos serviços oferecidos, testes de tempo de resposta, throughput e disponibilidade foram realizados. Pode-se verificar que a arquitetura proposta, além de apresentar um desempenho satisfatório para a operação do sistema de AGVs, proporcionou uma estrutura que pode ser facilmente adaptada para futuras alterações no projeto sem modificar diretamente as definições da arquitetura de comunicação. / The increase in the process capacity of mobile devices has motivated the development of distributed applications that exploit new technologies. In distributed applications, the mechanisms that enable the exchange of data among the application processes play an important role in their performance. An interesting way to deal with such an exchange is to adopt middleware to handle communication. The middleware abstracts the functionalities provided by the underlying operational system and hardware and offers a set of high-level services, which assist developers in working directly with the logic of the application and reducing its maintenance costs. Motivated by the necessity of a mechanism that ensures the exchange of information among the units of an AGV (Automated Guided Vehicle) system designed by the University of São Paulo, this dissertation develops a communication architecture based on middleware. The architecture is inspired in the RMI (Remote Method Invocation) paradigm to enable the data exchange based on the concept of distributed objects. An IDL (Interface Definition Language) was conceived for the architecture and a demonstration of how new services can be added to the structure was conducted. To validate the performance of the proposed middleware and its services, tests of network response time, throughput and availability were carried out. The architecture showed a satisfactory performance for the operation of the AGV system and provided a structure that can be easily adapted for future changes in the project.

This diploma thesis deals with the solution 3D printing by KUKA robotic arm without realization of supporting structures. The 6-axis KUKA KR 60HA robotic arm allows adjusting 3D printing strategies compared to classical 3D printing concept. The first part of the diploma thesis is about the identification of the current state of knowledge, especially the state of the experimental device for the robotic 3D print. To improve quality of the printed is necessary to modify the printing head and develop the suitable calibration principle. Special printing strategies were designed to rearch the 3D printing overhead volumes without creating support structure. A special alghoritm in the Grasshopper evnironment was developed for generating 3D print trajectory on the body surface. For the quality improvement it is necessary to optimize the process parameters. The final step is experimental 3D printing with the evaluation of surface dimensions, geometric precision and layer coherence in various printing strategies.

This master thesis deals with the design of a robotic workplace concept for motorcycle frame welding. At the beginning the aim of work are determined parameters of welding line. Next part is description of a analysis motorcycle welded frame. The design of layout follows especially with regards to safety. The second half of the work is focused on the design of welding jig. Parts of this thesis are 3D model of the welding shop and simulation of the production process.

Robotic Process Automation (RPA) är en ny teknik med hög potential för organisationer som vill göra stora tids- och kostnadsbesparingar samt möjliggöra för deras anställda att fokusera  på mer värdeskapande arbetsuppgifter. Men med ny teknik tillkommer det nya utmaningar. För  att undvika dessa utmaningar krävs det en bra blandning av rätt metoder, tekniker och  människor. Studien har identifierat kända utmaningar organisationer har vid implementering  av RPA samt varför konsulter spelar en viktig roll vid en framgångsrik implementering. I  studien har en kvalitativ metodansats tillämpats för att få en djup förståelse över ämnet.  Studiens slutsats visar på att organisationer har utmaningar med att sätta upp en intern RPA organisation, förståelsen för vilka resurser som behövs, involvera IT-avdelningen samt valet  av process. Utifrån dessa utmaningar visar studien på att konsultens roll är betydande för  organisationer för att hantera kända utmaningar vid implementering av RPA. / Robotic Process Automation (RPA) is demonstrating remarkable potential in enterprise deployments, saving thousands of hours each year and enabling people to focus on higher-value work. However, with technology comes new challenges. To deal with these challenges, a good mix of people, methods and techniques is required. This study has identified common challenges organizations have when implementing RPA as well as why consultants play an important role in successful implementation.A qualitative method waschosen to interpret and understand the topic in depth. The conclusion shows that organizations have challenges in setting up an internal RPA organization, the understanding of what resources are needed, involving the IT department and the choice of process to automate. Based on these challenges, this study shows that the consultant's role is important for organizations to handle common challenges in implementing RPA

RPA, robotbaserad processautomatisering, är en mjukvaruteknik som används för att automatisera repetitiva regelbaserade arbetsuppgifter. RPA-tekniken börjar bli vanligare för olika verksamheter att införskaffa. Syftet med denna studie är att designa en mjukvarurobot för en ekonomisk verifikation av kundreturer. För att kunna besvara studiens frågeställning har design science forskning använts, som övergripande är en forskningsmetod med riktlinjer för att utveckla och utvärdera artefakter. Det betyder i stora drag att en blandning av litteraturstudier, kvalitativa intervjuer och kreativa metoder tillämpas beroende på vilket steg i design science processen som bearbetas. En processmodell över det ekonomiska händelseförloppet togs fram genom att analysera svaren från intervjuerna, som genomfördes hos tre olika e-handelsföretag, och litteraturstudierna. Artefakten togs fram med hjälp av verktygen Uipath, Oneup och Gmail. Uipath är ett automatiseringsverktyg för RPA-mjukvarurobotar, Oneup är ett webbaserat ekonomisystem och Gmail är en e-posthanterare. Det teoretiska bidraget denna studie har tagit fram är ett fall som inte tidigare finns beskrivet i litteraturen. RPA används ute i praktiken för ekonomisk hantering men tidigare forskning, som beskriver konkreta metoder och principer för att stödja uppsättningen av RPA-mjukvarurobotar, är få. Det praktiska bidraget som studien har tagit fram är en generell prototyp av en mjukvarurobot för hantering av ekonomisk verifikation av kundreturer. Många fördelar som nämns i teorin har hittats ute i praktiken hos de företag som har intervjuats. Artefakten som har tagits fram har en returhanteringsprocess som går att generalisera men implementeringen är beroende av vilket affärssystem som används. Ett förslag på ny forskning är att undersöka de olika RPA-teknikerna för att ta fram en mer standardiserad lösning. / RPA, Robotic Process Automation, is a software technology that is used to automate repetitive rule-based tasks. The technology of RPA is becoming more common for various businesses to acquire. The purpose of this study is to design a software robot for efficient economical verification of customer returns. To be able to answer the study’s problem statement the method of design science research has been used, which is overall a research method with guidelines for developing and evaluating artifacts. This broadly means that a mixture of literature studies, qualitative interviews and creative methods are applied depending on which step in the design science process is being processed. A process model of the economic course of events was developed through the answers from the interviews, which were conducted at three different e-commerce companies, and from the literature studies. The artifact was developed from using the tools Uipath, Oneup and Gmail. Uipath is an automation tool for software robots, Oneup is a web-based economic system and Gmail is an email handler. The theoretical contribution by this study is that it describes something that has not been described in the previous research yet. The practical contribution is a general prototype that manages the economic verification of customer returns. Many advantages that have been mentioned in the theory have also been found in the three companies that were interviewed. The artifact’s return management process can be generalized. However, the artifact’s implementation is dependent on which system that is used. One suggestion for future research would be to investigate the different RPA-techniques to develop a standardized solution. This bachelor thesis will be written in Swedish.

Design of robotic cell for welding operations at specific production part including unchangeable process technology. Design of subsystems provides required functions and abilities. Risk management of entire model and its transformation into Siemens Process Simulate simulation software including creation task-cycle simulation.

The purpose of this master’s thesis is a design of the robotic cell for spot welding followed by manipulation with parts assigned for automotive industry. The cell should consist of a rotary table operated by a process operator and set of six-axis robots for spot welding and manipulation with parts. The thesis also describes the design of the end effectors of all robots, the design of rotary table with regard to welding technology and configuration of the cell to obtain maximal efficiency. The output of the thesis is 3D model, workflow simulation, evaluation of the production times and operator work conditions.

This Master´s thesis deals with the design of a robotic cell for manipulation operations. By two robots are performed manipulation operations with a product between turntable, station with a pulsed fiber laser, label printer with applicator and conveyor belt. Further, the thesis describes the selection process of each device of the robotic cell, the design of an end effector and a fixture. The robotic cell is designed in compliance with the safety standards. The aim of this thesis is to design the robotic cell, which meets the requirement for a given cycle time. The cycle time is determined using a simulation model of the robotic cell created in PLM software Siemens Process Simulate.