PROSA-EQUIPOCIM-EAI

N째 004

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MATURIN-VENEZUELA

EDITORIAL CIM

CIM Magazine, es una revista que nace en el 2015, con el objetivo de publicar artículos de calidad, referentes a los temas inmersos en cada uno de los seminarios del Curso Especial de Grado, Automatización y Control de Procesos Industriales, de la Universidad de Oriente Núcleo Maturín. En esta 4ta edición, dirigida al seminario Estrategias para la Automatización Industrial, CIM Magazine les estará hablando sobre la Arquitectura PROSA y Sistemas de manufactura Holónicos.

Equipo Editorial

Director Editorial Palma Yddany Director Asociado Rojas Rosangi

Maquetación Yddany Palma Rosangi Rojas Documentación Palma Yddany Colaboradores Carvajal Calos Patéte Edgar Institución Universidad de Oriente CEG-ACPI

Asesor: Ing. Judith Dévia

CONTENIDO Pág.

Editorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . .

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¿ Que es un Holón ? . . . . . . . . . .

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Sist. De Fabricación Holónicos .

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Cualidades Holónicas. . . . . . . . .

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Sistemas Holónicos . . . . . . . . . . .

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Arquitectura PROSA . . . . . . . . .

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Holónes en PROSA . . . . . . . . . .

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Cierre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . .

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Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . .

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La

globalización de las industrias ha creado una revolución en el ámbito de la automatización, ya que las mismas buscan el posicionamiento y el liderazgo del mercado, en la actualidad se asiste a un enorme avance y desarrollo de la empresa manufacturera, debido al crecimiento de la demanda de productos, ante esto, la ciencia y las tecnologías, especialmente en los campos de la automatización, se han hecho participes en la búsqueda de herramientas, instrumentos, estrategias y metodologías que a partir de enfoques estables y sistémicos, puedan apoyar los procesos de planificación y optimización de los procesos productivos de manufactura.

Por

lo dicho anteriormente, las empresas y fabricas, se basan en

herramientas, arquitecturas y metodologías que le proporcionen la información necesaria para llegar a la cumbre de sus ideales. No obstante actualmente a nivel mundial la automatización ha tenido un crecimiento desenfrenado que hasta ahora en el siglo XXI encontramos nuevas tendencias como son los sistemas de fabricación o manufactura holónica.

EQUIPO CIM 3ra Cohorte Curso Especial de Grado Automatizaci贸n y Control de Procesos Industriales Seminario: Estrategias para la Automatizaci贸n Industrial

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¿Qué es un Holón?

Un Holón es definido por el consorcio HMS como ‘un bloque de construcción autónomo y cooperativo de un sistema de fabricación para transformar, transportar, almacenar y/o validar información y objetos físicos (Van Leeuwen and Norrie 1997).

De acuerdo a Koestler un Holón es en sí mismo semejante, esto es, una estructura compuesta (Holón) que es estable, coherente y que está compuesta por estructuras topológicamente iguales a ella, (Holónes), y ella en sí misma es parte de un gran todo.

Sistemas de Fabricación Holónicos

Los

Sistemas Holónicos de Fabricación (Holonic Manufacturing Systems - HMS) fueron propuestos, a principios de 1990 como un nuevo paradigma para la fabricación y ha recibido desde entonces gran atención tanto de la investigación académica como de la industria, por el consorcio HMS.

Según Gibran Sánchez (2012), un sistema de fabricación holónico es un sistema de fabricación en el cual, los diferentes elementos que lo componen son modelados como Holónes, siendo estos una entidad autónoma y cooperante. Desde este punto de vista, pueden desarrollarse sistemas de programación y control de la producción más eficientes, robustos ante posibles perturbaciones y adaptables a cambios.

¿Cualidades Holónicas?

Algunas propiedades que, en mayor o menor grado, son atribuidas a los Holónes para resolver problemas particulares son: autonomía, reactividad, productividad, habilidad social, cooperación, reorganización, racionalidad, actitudes mentales y procesamiento físico. Por lo tanto, el holón está constituido por un sistema de transformación de productos como componente físico, el cual está conectado a un sistema de toma de decisiones.

Las principales características de un holón, definas por el HMS (HMS 1994), son: Autonomía: Cada holón debe ser capaz de crear, controlar y monitorizar la ejecución de sus propios planes y/o estrategias, y tomar las acciones correctivas apropiadas en contra de su propio mal funcionamiento.

Cooperación: Los Holónes deben ser capaces de negociar y ejecutar planes mutuamente aceptados y adoptar acciones conjuntas en contra de mal funcionamiento (Christensen 1994; Deen 1994).

Auto-Organización: El sistema debe ser capaz de acomodarse ante la incorporación de nuevos Holónes, la eliminación de Holónes existentes, o la modificación de las capacidades funcionales de los Holónes existentes, con una mínima intervención humana, donde los Holónes o sus funciones pueden ser proveídos por una variedad de fuentes diversas.

Sistemas Holónicos

Sistemas Holónicos Jerarquía- Heterarquía La fabricación holónica combina las ventajas de los sistemas jerárquicos y Heterarquicos al mismo tiempo que evita sus desventajas. Para evitar las arquitecturas rígidas de los sistemas jerárquicos.

Los sistemas holónico otorgan autonomía (libertad de decisión) a los módulos individuales (Holónes). Esto otorga al sistema respuesta rápida ante disturbios, y la habilidad para reconfigurarse a sí mismo ante nuevos requerimientos. Además permite la integración de nuevos módulos de sistemas en un rango mayor de sistemas de fabricación. Comparado con los sistemas de fabricación holónico, los sistemas de control Heterarquicos pueden ser impredecibles y además incontrolables. Esto se debe a la inexistencia de jerarquías en los sistemas Heterarquicos. Es por ellos que los sistemas de fabricación holónico poseen jerarquías pero estas jerarquías son flexibles.

Esta jerarquía difiere del control jerárquico tradicional en lo siguiente: • Los Holónes pueden pertenecer a múltiples jerarquías.

• Los Holónes pueden formar jerarquías temporales.

• Los Holónes no dependen de operaciones propias de cada holón en una jerarquía para lograr sus objetivos.

PROSA (Arquitectura de Referencia para Sistemas Holónicos de Fabricación)

PROSA (Product -Resourse– Order -Staff Architecture) Según [Van Brussel 1998], es la arquitectura holónico de referencia para sistemas holónico de fabricación que ha sido ampliamente adoptada. Consiste principalmente en una arquitectura inter-holónico, que identifica los tipos de Holónes, sus responsabilidades y la estructura en la cual interactúan.

La arquitectura básica consiste en tres tipos de Holónes básicos que son:

• • •

Holón Orden de trabajo Holón Producto Holón Recursos

Arquitectura PROSA

HOLONES EN PROSA (Arquitectura de Referencia para Sistemas Holónicos de Fabricación)

Los Holónes de PROSA, se estructuran utilizando conceptos orientados a objetos como agregación y especialización. Cada uno de los Holónes básicos es responsable, respectivamente, de un aspecto del control en la fabricación que es:

1. Logística interna 2. Plan de fabricación 3. Manejo de recursos Para asistir con conocimiento experto, a los Holónes básicos se pueden agregar Holónes “STAFF”. La estructura del sistema completo de fabricación es una holarquía dual descompuesta en una sub- holarquía de asignación de recursos (ordenes de trabajo, recursos y staff) y una sub- holarquía de control de procesos (producto y la parte de control de proceso de recursos).

Holón de producto Mantiene el conocimiento de procesos y de producto para asegurar la fabricación correcta del producto.

Actúa como un servidor de información para los demás Holónes del HSM.

Holón orden de trabajo Representa una tarea en un sistema de fabricación. Es responsable de realizar el trabajo asignado de manera correcta y a tiempo.

Gestiona los productos físicos que se están produciendo, el modelo de estado de los productos y toda la información logística de procesamiento relacionada con la tarea.

Holón de recurso Contiene una parte física (un recurso de producción dentro de un sistema de fabricación) y una parte de procesamiento de la información que controla el recurso. Ofrece capacidad y funcionalidad de producción a los demás Holónes.

Cierre Los sistemas de fabricación holónica están compuestos por Holónes que en palabras más simples son sistemas flexibles, ordenados y cooperantes que tienen funciones específicas para el cumplimiento de actividades dentro de la industria, cabe destacar que los sistemas de fabricación holónica tienen la capacidad de tomar decisiones sobre las tareas que el fueron encomendadas.

Es importante señalar que la arquitectura de referencia Prosa se relaciona con otras arquitecturas de fabricación holónica, trayendo consigo una esquematización mas simple y de fácil entendimiento para la aplicación en las organizaciones. Las empresas que han aplicación la funcionabilidad de los sistemas Holónicos han llegado a desarrollar su productividad al maximo, en cuanto a la ejecución de los objetivos productivos de la organización, no esta demás señalar que los Sistemas Holónicos de Manufactura - HMS, están basados en una organización distribuida de entidades autónomas e inteligentes denominadas “Holónes”, que trabajan de manera cooperante dentro de jerarquías temporales u “holarquías” en búsqueda del cumplimiento de objetivos globales. En las holarquías se definen reglas de cooperación entre los componentes para restringir sus decisiones autónomas, asegurándose desempeños controlables y predecibles en búsqueda de la optimización de recursos y la respuesta en el tiempo (Koestler, 1971).

Arquitectura PROSA

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Conclusion Des

e forma rápida, se destaca, que ante la necesidad de optimizar los procesos productivos y de manufactura, el paradigma de fabricación holónico representa una alternativa consistente para los sistemas de control de fabricación actuales, para adaptarse a los actuales requisitos de mercado. Siendo los sistemas de fabricación holónica precursores de una perspectiva de producción diferentes, que afronta las necesidades que tiene la industria en la ejecución de sus procesos productivos, es prioritario crear la relación de los procesos en función de los modelos enfocados en los HSM para de esta manera crear beneficios tangibles en los procesos de producción basados en una arquitectura Prosa.

Siendo esta arquitectura, capaz de que identificar los distintos tipos de Holónes, ya sean de orden de trabajo, de productos o recursos, identificando así sus responsabilidades y la estructura en la cual interactúan dentro de cualquier proceso productivo.

Referencias  Arely López, Roberto Sanchez, Darwin Urbina.

Manufactura Holónica [en línea].

Publicado [16/07/2014]. Revisado [27/04/2015].

Disponible: http://es.slideshare.net/arelycl/manuf actura-holonica  Chacón, E; Besembel, I.; Narciso, F; Montilva, J and Colina, E. (2002).An integration architecture for the automation of continous production complexes. ISA Transactions 41, Universidad de Los Andes  Documento en línea. Revisado [27/04/2015].

Disponible en: http://holones.blogspot.com/  Edgar Chacón, Isabel Besembel, Dulce M. Rivero y Juan Cardillo.

Revista Técnica.

Facultad de Ingeniería. Universidad del Zulia. holonic unit of production. Revisado [27/04/2015].

Disponible: http://webcache.googleusercontent.co m/search?q=cache:3hBJKdt83B8J:w ww.scielo.org.ve/scielo.php%3Fpid%3 DS025407702009000100002%26script%3Dsci _arttext+&cd=1&hl=es419&ct=clnk&gl=ve  Edgar Chacón, Oscar Rojas. Enfoque de los sistemas Holónicos de manufactura para procesos de producción batch.[en linea]. [s.f]. revisado [27/04/2015]. Disponible: http://webcache.googleusercontent.co m/search?q=cache:5ZdUMvmjSXkJ:e ventos.saber.ula.ve/eventos/material Display.py%3FcontribId%3D23%26se ssionId%3D25%26materialId%3Dpap er%26confId%3D47+&cd=2&hl=es&c t=clnk&gl=ve  Gibran Sanchez. Sistemas Holónicos. [en línea]. Publicado: academia.edu. revisado [27/07/2015]. Disponible: http://www.academia.edu/7559459/SI STEMA_HOL%C3%93NICO

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Un Producto del Equipo: