Desenvolvimento de sistemas de automação da manufatura usando arquiteturas orientadas a serviço e sistemas multi-agentes

Abstract

Os requisitos de manufatura industrial apontam uma necessidade de reconfiguração e reprogramação do fluxo de processo, a fim de atender modificações no produto com as mudanças dos requisitos de mercado. Estas mudanças implicam em alterações no processo de fabricação, o que, em muitos casos, significa alterar o leiaute, reprogramar controladores, modificar acoplamentos e interfaceamentos, etc. Os tamanhos dos lotes de produção estão ficando menores e a variedade de produtos em uma mesma linha tem aumentado. Isto torna o tempo de preparação dos dispositivos de manufatura fator crucial na formação do custo final. Dispositivos com mais autonomia, capazes de se autogerenciar e que permitam uma troca rápida de funcionalidades passam a serem desejados em um ambiente de manufatura, onde os sistemas convencionais com programação centralizada, sequência definida no controlador central e arranjo de funcionalidades fixas deixam a desejar. Orientação a serviços é um conceito que propõe a descentralização do controle e a disposição de componentes de forma a se agruparem virtualmente e formar novos dispositivos, com novas funcionalidades, otimizando investimento, recurso e tempo de produção. Nesta abordagem os equipamentos passam a se comportar como agentes de manufatura, em um universo de multi-agentes, que negociam entre si o processo requerido, propiciando o atendimento à variação de produto e dispondo de um número maior de funcionalidades, o que reduz o tempo de troca de processos. Um estudo de caso de um sistema orientado a serviços, sob uma plataforma multi-agentes, é proposto neste trabalho, buscando fornecer subsídios para a análise de desempenho e potencialidades deste conceito.

The industrial manufacturing requirements indicate a need for reconfiguration and reprogramming of process flow in order to meet changes in the product with the changing market requirements. These changes imply changes in the manufacturing process, which in many cases, means changing the layout, reprogram controllers, modify interfaces and couplings etc. The production lot sizes are getting smaller and the variety of products in the same line has increased. This makes the preparation time of manufacturing devices crucial factor in the formation of the final cost. Devices with more autonomy, able to manage themselves and allow a rapid exchange of features are to be desired in a manufacturing environment, where conventional systems with centralized scheduling, sequence defined in the central controller and array of features still fall short. Service orientation is a concept that proposes to decentralize the control and disposition of components in order to regroup virtually and form new devices with new features, optimizing investment, resource and production time. In this approach the devices start to act as agents of manufacturing, in a universe of multi-agents, who negotiate among themselves the process required, providing care for the product variation and having a greater number of features, which reduces the switching time processes. A case study of system-oriented services, under a multi-agent platform is proposed in this work, aiming to provide tools for performance analysis and potential of the concept.