Simulación asistida por agentes para sistemas de fabricación inteligentes

Abstract

En el área de la fabricación, la simulación es una herramienta esencial para la validación de métodos y arquitecturas antes de aplicarlos en un Entorno de Fabricación. Las herramientas de simulación actuales llevan a cabo la simulación de entornos de fabricación basándose en modelos estáticos que hacen uso de la programación de procesos de fabricación secuenciales y centralizados tradicionales, donde los mecanismos de planificación y control ofrecen una flexibilidad insuficiente para responder a los estilos de fabricación cambiantes y a los entornos de fabricación altamente mezclados y de bajo volumen. En consecuencia, las herramientas de simulación convencionales limitan la escalabilidad y reconfigurabilidad para el modelado de Sistemas de Fabricación que permitan adaptarlos ante las necesidades cambiantes del Cliente. Resulta difícil encontrar una herramienta de simulación que pueda ejecutar ``inteligentemente'' la simulación de tareas cada vez más complejas. La dificultad radica en integrar en la herramienta el conocimiento necesario del sistema original y que a la vez actúe como un asistente que proporcione consejos y guíe al usuario durante la simulación. Por ello, surge la necesidad de nuevas herramientas de simulación para fábricas que contemplen características tales como: a) flexibilidad y adaptabilidad, para modelar comportamientos complejos propios de un Sistema de Fabricación, b) escalabilidad para la integración transparente de funcionalidades adicionales, c) proactividad y reactividad para la adaptación automática ante los cambios del entorno y d) características de aprendizaje (inteligencia) basado en la experiencia adquirida durante la simulación. Por su parte, las técnicas de Inteligencia Artificial han sido utilizadas en la Fabricación Inteligente por más de dos décadas. Las técnicas del área de Inteligencia Artificial permiten la definición de unidades de fabricación distribuidas, autónomas, inteligentes, flexibles, tolerantes a fallos, reutilizables, las cuales operan como un conjunto de entidades que cooperan entre sí. Además, los recientes desarrollos en el área de los Sistemas Multiagente han traído consigo nuevas e interesantes posibilidades. Algunos investigadores han aplicado la tecnología de agentes en la integración de la fabricación empresarial, la colaboración, la planificación de procesos de fabricación, la programación para el control de planta, el manejo de materiales y la gestión de inventarios, así como la implementación de nuevos tipos de sistemas de fabricación tales como los Sistemas de Fabricación Holónicos. Teniendo en cuenta estas aplicaciones exitosas de los Sistemas Multiagente en la Fabricación Inteligente, estamos convencidos de que esta tecnología puede mejorar también el desempeño de la Simulación de Sistemas de Fabricación Inteligente.

En esta tesis proponemos la definición de una Arquitectura para un Entorno de Simulación de Sistemas de Fabricación asistido por agentes. Esta arquitectura integra la funcionalidad de una herramienta de simulación tradicional, permite además la simulación de comportamientos complejos asociados a los Sistemas de Fabricación Inteligentes y proporciona soluciones y mejoras que se adaptan a las necesidades de la nueva era de fabricación.