En los sistemas de producción, específicamente de tipo industrial se debe garantizar flexibilidad y agilidad en sus procesos. Lo anterior debe evitarse sin la reducción de actividades programadas. Esto se puede lograr a partir de una adecuada administración de tareas del sistema, que pueden ser ejecutadas de acuerdo a un ente Coordinador. Este agente inteligente se puede definir a partir de una arquitectura de tipo holónica basado en Unidades de Producción (UP), como una de las mejores posibilidades. Con ello se obtienen atributos como cooperación y autonomía en el proceso que otorgan, entre otras características, un sistema distribuido (con independencia limitada), orientado al cumplimiento de metas globales.
Cuando se desarrollan modelos estructurales y dinámicos de una arquitectura de control, se deben tener en cuenta los requisitos necesarios para que se obtengan resultados en condiciones no ideales. Para ello, el apropiado uso de herramientas existentes como UML, IDEF0 y las Redes de Petri, proporcionan el análisis y la base teórica pertinente ante las diferentes situaciones. Por ejemplo, la interacción del sistema ante elementos externos y su comportamiento ante fallas, facilita la identificación de fortalezas y debilidades del proceso, e influye en los cambios de su dinámica. Estas modificaciones se hacen menos extremas al sistema en la medida que se generen códigos y aplicativos de software embebido e inteligente, por ejemplo, de tipo Supervisor.
En una arquitectura concebida desde el paradigma holónico, se hace necesario tener en cuenta las características de los tipos de holones que se trabajan en la arquitectura deseada. Por ejemplo, en la arquitectura UP (base de este trabajo), un holón HR se encarga de controlar procesos de cada dispositivo o máquina en el sistema. Además, en la implementación de autómatas programables tipo PLC para el control automatizado de la planta, se deben establecer las dinámicas discretas de estos holones y su código respectivo. En el caso de un Supervisor generado a partir de una Red de Petri, este se encargará desde el
PLC, de monitorear la planta y brindar las opciones de alejar los estados no deseados.
El estándar basado en Bloque de Función de IEC 61499, que se completó en su segunda edición, es un modelo industrialmente útil. Esta hace posible la especificación para el uso de FB’s, en dispositivos de sistemas distribuidos y embebidos. Ya existen proveedores de herramientas de software y plataformas de ejecución en real time que consideraron seriamente este mercado recientemente. Por tal motivo los desarrolladores de sistemas automatizados y usuarios finales, deben empezar una participación más masiva en la formación y el estudio de las ventajas y factibilidad de adopción de IEC 61499, en las nuevas tecnologías.
El sistema holónico desarrollado cumplió con los mínimos requerimientos otorgado por este tipo de estrategias de control, como lo son la autonomía, flexibilidad, cooperación y reactividad. No obstante, el sistema no cumple con el del atributo de pro actividad, porque no existen eventos no controlables y de probable incumplimiento que se puedan predecir y manejar. Se considera que no se encontraron elementos suficientes a los que se accedieran para detectar esta característica en un proceso representado en una UPH. Algunos trabajos citados, evidencian que la proactividad tiene un alto nivel de complejidad y requiere de estudios más extensos, los cuales quedaron fuera del alcance de este trabajo. Esto sería una recomendación oportuna para un trabajo futuro.
La plataforma tecnológica de comunicación que se implementó, tanto en el autómata como en la planta de fabricación 3D simulada, garantizaron que todos los recursos trabajarán sobre una red industrial típica, basada en Ethernet (Profinet y Profinet CBA). Igualmente, esta se recomienda como la adecuada para otras implementaciones, puesto que se evidenció que facilita la agregación de atributos holónicos sobre un sistema de producción, con infraestructura tecnológica reciente. Los modelos y algoritmos que se desarrollaron en el prototipo de caso de estudio tuvieron como base otros trabajos de tesis previas. De la misma manera para una eventual mejora en la implementación de la misma arquitectura, estos se pueden adaptar/mejorar a nuevos sistemas. Esto se hace factible gracias a los resultados y la validación de la arquitectura.
Como se evidenció en el estado del arte del presente trabajo, la tendencia de del control de sistemas desde el paradigma holónico (incluidos otros Sistemas Inteligentes de Manufactura), tienen una fuerte tendencia a cumplir con los requerimientos adoptados por la propuesta Alemana Industria 4.0. Esto refleja el aumento y la extensión de enfoques HMS con otras arquitecturas complementarias (ejemplo SMA), en correspondencia con CPS (base de I4.0).
Las etapas que se desarrollaron en la metodología que se implantó en esta tesis, permitió determinar la estrategia de control del sistema de manufactura desde el punto de vista holístico. Gracias a que los objetivos se siguieron desde el menor al de mayor relevancia, de manera “eulerizada”. En primera instancia
se diseñó la arquitectura basada en la Unidad de Producción Holónica; luego, se caracterizó el proceso, desde su comportamiento estructural y su dinámica basada en Sistemas a Eventos Discretos, aplicando Redes de Petri y las teorías de Control Supervisorio. Al final se implementaron los códigos generados en un PLC de gama media, mediante el estándar IEC 61131-3 e IEC 61499-1 y la aplicación de un SCADA en HMI. El cumplimiento de esas fases de diseño de software y el uso del aplicativo Factory IO® con el PLC S7‐300, brindó la posibilidad de emular el sistema holónico supervisado. La integración de estos componentes (software y hardware), hacen un excelente acercamiento a la implementación de un proceso industrial real.