Programación y Control de Sistemas de Fabricación Flexibles: un Enfoque Holónico

Abstract

Los sistemas de fabricación holónicos constituyen un nuevo paradigma de producción. Incluidos dentro de las metodologías distribuidas, proponen nuevos esquemas de gestión de la fabricación que combinan auto-organización, jerarquías dinámicas y relaciones horizontales. Este enfoque es más cercano a la naturaleza de los sistemas de fabricación que las aproximaciones clásicas, centralizadas o estrictamente jerárquicas y permiten modelar los sistemas productivos de forma más realista, facilitando la implementación de sistemas más flexibles, escalables y robustos. En este artículo proponemos un sistema de programación y control para sistemas de fabricación flexibles desarrollado según el paradigma holónico. El sistema se basa en una nueva arquitectura que integra dos niveles de decisión: uno de programación basado en subastas, donde cada holón realiza su propio programa local; y otro de lanzamiento y control, a través del cual se coordinan las actividades de los holones. A diferencia de otros trabajos, donde los programas locales son integrados en un programa global que centraliza el sistema, en el sistema propuesto no ocurre así. Es el mecanismo de lanzamiento y control el que integra los programas locales. Además, el prototipo desarrollado puede funcionar con diferentes grados de descentralización, lo que permite valorar las ventajas que proporciona nuestra aproximación mediante simulación.

Desarrollo de una Ontología de Acuerdo con el Paradigma de Sistemas Holónicos de Manufactura

“…El concepto holónico se originó a partir de la obra del autor y filósofo húngaro Arthur Koestler quien intentó capturar el comportamiento de los sistemas complejos, considerando sus entidades constitutivas de ser tanto totalidades y partes al mismo tiempo [8], para describir una unidad básica de la organización en los sistemas biológicos y sociales, Koestler inventó la palabra "holón", que viene de la combinación de la palabra griega "holo" que significa todo o entero, y del sufijo "on" que expresa una parte o una partícula, donde como integrantes de una organización social, los holones se comportan "en parte como totalidades y completamente como partes", según la manera en que se observen, Koestler también propuso el concepto de Open-Ended Hierarchy (OEH) o Jerarquía Indefinida como una arquitectura formada de holones, llamada holarquía [9]. El concepto evoluciono de holón, holarquía a fabricación holónica y con los años a HMS mismo que a la fecha es un importante avance en el campo del control descentralizado para los Sistemas Inteligentes de Manufactura (Intelligent Manufacturing Systems, IMS) [2].…”

“…Actualmente en la literatura es posible encontrar muchas arquitecturas propuestas con esta orientación. Enfoque Holónico [2], PROSA [10], AMS-HA [11], ADACOR [12], ADACOR 2 [13], A2CM [14], entre otras. Dichos documentos muestra una síntesis de arquitecturas concebidas en los últimos años; los holones básicos usados, el tipo de control empleado, técnica tomadas en caso de perturbaciones del sistema, la tecnología empleada en la construcción del modelo y el nivel de implementación alcanzado.…”

“…De esta manera y dado que JADE es la tecnología software de MAS, ampliamente aceptada por la comunidad de sistema holónicos [16], los principales proyectos de investigación en el tema han recurrido a esta plataforma en intención de proporciona un entorno de ejecución para agentes abstractos. Con ello, es posible la implementación de distintos tipos de holones como agentes JADE, usando para ello la clase Agent proporcionada para tal efecto y acorde con las especificaciones de la FIPA (Foundation for Intelligent Physical Agents), además de una serie de librerías JAVA que facilitan implementar los principales componentes de los agentes: los comportamientos y las interacciones [2]. Así, esta clase de agentes abstractos, que tiene ya implementadas las funcionalidades básicas de los agentes (búsqueda de otros agentes, comunicación, gestión de comportamientos, gestión de la línea de espera de mensajes, etc.…”

“…Es por esto que actualmente para que un sistema de manufactura sea competitivo en el mercado bajo estas consideraciones, deberá adoptar características y estrategias globales que vayan desde las funciones de diseño hasta el envío del producto, que impliquen integración de la empresa, organización distribuida, entornos heterogéneos, interoperabilidad, estructura abierta y dinámica, cooperación, agilidad, escalabilidad, flexibilidad, calidad, tolerancia a fallos, adaptabilidad a los cambios del entorno y robustez contra la ocurrencia de disturbios, mismas que se han convertido en la clave del éxito en muchas organizaciones [2,3,4].…”

Procedimiento para la fabricación de elementos de máquinas mediante tecnología de grupo en la pequeña y mediana empresa

“…En la industria automotriz empresas como Volkswagen, Audi y Porsche, han avanzado en algunas de sus plantas en la aplicación de un Sistema Holónico en su plataforma laboral y de manufactura. El Paradigma de los Sistemas de Manufactura Holónicos es aceptado por diversas empresas como vía para lograr la fiabilidad, flexibilidad y reconfiguración de células de manufactura para tareas de fabricación y de ensamble [1][2][3][4][5].…”