Desarrollo de una plataforma de Cloud Manufacturing

Abstract

La creciente incorporación de tecnologías digitales en los sistemas industriales en los últimos años y su correspondiente conexión con Internet of Things, ha permitido ofrecer servicios de producción a través de la nube. Esto ha dado lugar al paradigma de producción de Cloud Manufacturing, que permite a clientes y proveedores confluir en una plataforma virtual donde generar oportunidades de negocio. En este trabajo se presenta una investigación exhaustiva del estado del arte de Cloud Manufacturing, el nuevo paradigma de fabricación en la nube apoyado fuertemente en el uso de Internet of Things que permite en gran medida, optimizar los recursos y reducir costos. Cloud Manufacturing permite que diferentes proveedores de servicios puedan asociarse entre sí para mejorar el nivel de servicio, así como para permitir que otro proveedor aproveche su capacidad ociosa. Durante la revisión se encontró que los temas más recurrentes son virtualización, compartición de recursos, planificación, almacenamiento de datos, supervisión, análisis de datos, seguridad y optimizaciones. Adicionalmente, se realizó un estudio de Eclipse BaSyx, una potente plataforma cuyo fin es brindar un conjunto de componentes comunes y reusables de la industria 4.0 que permitan el rápido desarrollo de soluciones de industria 4.0. Para ello provee un conjunto de clases exportadas para distintos lenguajes mediante kits de desarrollo de software. Estas clases permiten la creación de Digital Twins para distintos tipos de activos, así como su integración y comunicación, permitiendo así la virtualización de distintos dispositivos físicos. Finalmente, se realizó la implementación de un prototipo de sistema de fabricación en la nube con el objetivo de crear una prueba de concepto para validar los conceptos y decisiones arquitectónicas de Cloud Manufacturing y validar los componentes ofrecidos por Eclipse BaSyx. Sobre este sistema se realizaron diferentes experimentos: manuales usando la interfaz web para evaluar el sistema a nivel funcional y automatizadas para evaluar el desempeño del sistema y la influencia del módulo planificador. De las pruebas se desprende que se logró desarrollar, usando BaSyx, un sistema funcional que satisface los requerimientos mínimos de un sistema de CMfg, mediante el cual es posible trasladar conceptos comunes de fabricación a un sistema de fabricación en la nube, poniendo el foco en la fabricación de lote de tamaño 1 y brindando soporte al monitoreo de los procesos y los dispositivos que intervienen en él.