Automatización del

Automatización del

modelado y gestión de

procesos de fabricación

dirigida por semántica

Antonio Ferrándiz Colmeiro

aferrandiz@dtic.ua.es

© 2009,

VIJornadas para el desarrollo

de grandes aplicaciones de red

Automatización del modelado y gestión de procesos

de fabricación dirigida por semántica

introducción

antecedentes

VIJornadas para el

desarrollo de grandes

aplicaciones de red

introducción

•Evolución de Internet y de las TIC �

Nuevos modelos de producción y

negocio

Producción

Masiva

Producción

Masiva

Personalización

Masiva

Personalización

Masiva

antecedentes

sist. de fabricación

validación

conclusiones

•Necesidad de modelos de

producción ágil

•Solución en entornos de fabricación

–BPMS + IMaaS

Masiva

Masiva

Automatización del modelado y gestión de procesos

de fabricación dirigida por semántica

introducción

antecedentes

VIJornadas para el

desarrollo de grandes

aplicaciones de red

introducción

•Continuo cambio en la gestión de los

procesos industriales

•Incremento en las tareas de

modelado de procesos

•Poca automatización en la

antecedentes

sist. de fabricación

validación

conclusiones

•Poca automatización en la

composición y ejecución de servicios

•Procesos modelados en función de

la estructura física de la empresa

•Pequeños cambios en los procesos

implican rehacer el proceso

Automatización del modelado y gestión de procesos

de fabricación dirigida por semántica

introducción

antecedentes

VIJornadas para el

desarrollo de grandes

aplicaciones de red

introducción

•Automatizar el modelado de

procesos de fabricación en función

de los objetivos

•Procesos y elementos de fabricación

mostrados como servicios

antecedentes

sist. de fabricación

validación

conclusiones

mostrados como servicios

•Incorporar conocimiento para la

definición de los procesos y servicios

de fabricación

�BPMS + IMaaS + Ontologías

Automatización del modelado y gestión de procesos

de fabricación dirigida por semántica

introducción

antecedentes

VIJornadas para el

desarrollo de grandes

aplicaciones de red

antecedentes

•Precondición para sistemas ágiles

–Integración de los procesos de negocio

y de fabricación

–Elementos de fabricación como

procesos de negocio ofrecidos como

servicios

antecedentes

sist. de fabricación

validación

conclusiones

servicios

•Principales aproximaciones

–Manufacturing low level integration

(Kalogeras, 2004)

–ITEA project (Jammes, 2005)

–IMaaS (Gilart, 2006)

–SAP (Stamatis,2007)

IMa

aS

Automatización del modelado y gestión de procesos

de fabricación dirigida por semántica

introducción

antecedentes

VIJornadas para el

desarrollo de grandes

aplicaciones de red

antecedentes

•Automatización

–Conceptualización del dominio

–Las ontologías son una herramienta útil

•Nivel de planta �

Dominio estable

•Propuestas de ontologías de

antecedentes

sist. de fabricación

validación

conclusiones

•Propuestas de ontologías de

fabricación

–ADACOR, MASON

–SWS (M

artinez-Lastra & Dalamer, 2006)

•Propuestas que conceptualizan el

dominio de fabricación de manera

aislada

Automatización del modelado y gestión de procesos

de fabricación dirigida por semántica

introducción

antecedentes

VIJornadas para el

desarrollo de grandes

aplicaciones de red

sistema de fabricación

•Sistema de fabricación ágil

–Automatización del modelado de

procesos de negocio

–Traducción automática del proceso

modelado a un entorno de ejecución

antecedentes

sist. de fabricación

validación

conclusiones

–Sistema flexible y tolerante a fallos

sist

em

a d

e f

ab

rica

ció

n

Sem

antic

Sem

anticManagem

ent Prototype

[Service Requester]

Inform

ation System

Services

Description[Service Broker]

Inform

ation

Research

Ontology

Machine Services Publication

1 2Inquiry and Discovery Inform

ation

3Consumer Services

Sem

antic

Modeling Node

[Service Providers]

Industrial Machine as a Service (IMaaS)

WS Gatew

ay

Register

Manager

Execution

Engine

Inte

rne

t

New

Global

Process

Register

Node

Reasoning

Engine

Service

Composition

Register

Manager

Services

Manager

New

Services

12

3

Services

Description

Production System

sist

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Info

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Publication Discovery

SemanticManager

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sum

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Request, Search& Discovery Consumption

BPMSSemantic

Se

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Ma

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Se

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Automatización del modelado y gestión de procesos

de fabricación dirigida por semántica

introducción

antecedentes

VIJornadas para el

desarrollo de grandes

aplicaciones de red

ontología

•Integrar procesos de fabricación y de

negocio

•Conceptualización del dominio

–Estudio del dominio (Groveer, 2001)

–Componentes físicos

(∀tr1,tr2)hasAxisX+(tr1,tr2)

(∀tr1,tr2)hasAxisX-(tr1,tr2)

(∀tr1,tr2)hasAxisX+(tr1,tr2) ∨hasAxisX-

(tr1,tr2)→hasDirectConectionOnAxisX(tr1,tr2);

antecedentes

sist. de fabricación

validación

conclusiones

–Componentes físicos

•Clasificación

•Relaciones fisicas

Automatización del modelado y gestión de procesos

de fabricación dirigida por semántica

introducción

antecedentes

VIJornadas para el

desarrollo de grandes

aplicaciones de red

ontología

•Integrar procesos de fabricación y de

negocio

•Conceptualización del dominio

–Estudio del dominio (Groveer, 2001)

–Componentes físicos

(∀ts,mhp)Implements(ts,mhp)

(∀mt,mp)Implements(ms,mp)

antecedentes

sist. de fabricación

validación

conclusiones

–Componentes físicos

–Procesos de fabricación

•Clasificación

•Relaciones

Automatización del modelado y gestión de procesos

de fabricación dirigida por semántica

introducción

antecedentes

VIJornadas para el

desarrollo de grandes

aplicaciones de red

ontología

•Integrar procesos de fabricación y de

negocio

•Conceptualización del dominio

–Estudio del dominio (Groveer, 2001)

–Componentes físicos

antecedentes

sist. de fabricación

validación

conclusiones

–Componentes físicos

–Procesos de fabricación

–Relación entre componentes físicos y

procesos

•Procesos �Servicios �Maquinaria

Automatización del modelado y gestión de procesos

de fabricación dirigida por semántica

introducción

antecedentes

VIJornadas para el

desarrollo de grandes

aplicaciones de red

ontología

•Integrar procesos de fabricación y de

negocio

•Conceptualización del dominio

•Razonamiento

–Objetivos �Proceso funcional

antecedentes

sist. de fabricación

validación

conclusiones

–Objetivos �Proceso funcional

–Conocimiento �

Ontología

–Resultado �

Proceso físico

Automatización del modelado y gestión de procesos

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introducción

antecedentes

VIJornadas para el

desarrollo de grandes

aplicaciones de red

validación

•Conceptualización del dominio

–PROTÉGÉ �

OWLDL

–SWRL

•Sistema de modelado de procesos

–Eclipse STP plug-in

<owl:Classrdf:about="IndustrialMachine">

<owl:disjointWith>

<owl:Classrdf:about=“Process"/>

</owl:disjointWith>

<owl:disjointWith>

<owl:Classrdf:about=“Service"/>

</owl:disjointWith>

<rdfs:comment

rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#string">

Representa la maquinaria Industrial

</rdfs:comment>

</owl:Class>

<owl:ObjectPropertyrdf:about=“hasOnAxisX+">

<rdfs:domainrdf:resource=“TransportMachine"/>

antecedentes

sist. de fabricación

validación

conclusiones

–Eclipse STP plug-in

–BPMN Modeling plug-in

–BPMN2BPEL plug-in

•Fábrica (IMaaS)

–Fábrica a escala Staudineger

<rdfs:domainrdf:resource=“TransportMachine"/>

<rdfs:rangerdf:resource=“TransportMachine"/>

<owl:inverseOf>

<owl:ObjectPropertyrdf:about=“isOnAxisX+"/>

</ owl:inverseOf>

</owl:ObjectProperty>

Ca

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CB7

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RC1

TT3

TT4

Grinding

Sta

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CB

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MT3

MT2

TT1

TT2

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Grinding

Dri

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MT1

MT3

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TT1

TT2

MMT2

Automatización del modelado y gestión de procesos

de fabricación dirigida por semántica

introducción

antecedentes

VIJornadas para el

desarrollo de grandes

aplicaciones de red

validación

•Gestión Inteligente de los sistemas

de producción

–Adaptable ante fallos o cambios de la

maquinaria

–Independencia entre el modelado

funcional y el modelado físico de los

antecedentes

sist. de fabricación

validación

conclusiones

funcional y el modelado físico de los

procesos

–Mejora de los procesos de producción

–Recuperación automática ante fallos del

sistema

–Despliegue automático en un entorno

ejecutable

Automatización del modelado y gestión de procesos

de fabricación dirigida por semántica

introducción

antecedentes

VIJornadas para el

desarrollo de grandes

aplicaciones de red

conclusiones

•Modelado de procesos de alto nivel

en entornos de fabricación ágil

•Uso de ontologías para formalizar el

dominio industrial

•Implementación del sistema

antecedentes

sist. de fabricación

validación

conclusiones

•Implementación del sistema

•Validación de la propuesta en

escenario realista

•Trabajo en progreso

•Adaptación para el uso de SWS

•Recuperación y re-adaptacion de procesos

en tiempo real.

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modelado y gestión de

procesos de fabricación

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