Sistema de computación avanzada
El desarrollo de este entorno de producción a modo de banco de prueba requiere de unos componentes hardware especializados como son los sistemas ciber-físicos (CPS de sus siglas en inglés), sistemas de control con restricciones de tiempo real y espaciales actuando sobre el entorno físico, lo cuales integran los conceptos generales de Control, Computación y Comunicación, con las características dinámicas de los sistemas físicos y de ingeniería.
Desde el punto de vista del proyecto actual, los CPS son el paradigma de sistema empotrado susceptible de dotar a los procesos productivos de la capacidad de adaptarse tanto a las condiciones de fabricación, como a los cambios en el producto o bien a generar.
Un CPS es un conjunto de sistemas de cómputo y comunicación que interaccionan con el mundo físico en tiempo real.
CPS en fabricación avanzada
Este mundo físico, distribuido por naturaleza, es cambiante e impone restricciones de acceso y manipulación. Consideremos, por ejemplo, un sistema de producción con robots integrados en línea para la manipulación de piezas, en un entorno con humanos participando en el proceso. Los sensores, localizados tanto en los robots como en los humanos, permitirían localizar obstáculos, planificar trayectorias y alcanzar objetivos, mediante el intercambio de información entre sistemas de control de robots, y los distribuidos en la planta para la localización de los humanos.
Los entornos complejos que se plantean en un escenario de fabricación avanzada están formados por sistemas heterogéneos, comunicados mediante estándares que son capaces de cooperar, coordinarse y adaptarse a un entorno para la fabricación de productos cada vez más ágil y eficiente.
Gestión automatizada de la producción
También resulta de especial interés los CPS para la producción estrategia e ingeniería de la cadena de suministro. El control de sistemas productivos a través de CPS operando con algoritmos de optimización robusta en tiempo real permiten el recálculo de programas de producción ante eventos inesperados (paradas de máquinas, falta de materiales, órdenes urgentes, etc.). De esta forma es posible una reprogramación directa de las máquinas automáticas y semiautomáticas, agilizando la producción y minimizando el tiempo de paradas.
Adicionalmente esta gestión automatizada de la producción puede combinarse con la generación de cambios automáticos en los maestros de tareas de los operarios, ya que estas son todavía muy presentes en muchas pequeñas empresas con niveles de digitalización bajos. De esta forma se puede realizar un rebalanceo de cargas de trabajo, consiguiendo una maximización de la eficiencia de los sistemas productivos.
