1 © 2000-2005 por Paco Maciá Arquitectura y Tecnología de Computadores [Curso 2010/2011] francisco pérez maciá introducción IMaaS IMaaSS cloud manufact Contenido introducción introducción introducción
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000-
2005
por
Pac
o M
aciá
Arquitectura y Tecnología de Computadores[Curso 2010/2011]
francisco pérezmaciá
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
introducción
introducción
introducción
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introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
introducción
introducción
Maquinaria Industrial como Servicio [IMaaS]
Maquinaria Industrial como Servicios Semánticos [IMaaSS]
Cloud Manufacturing[CIMaaSS]
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaS
Maquinaria Industrial como Servicio
[IMaaS]
IMaaS
3
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSdefinción
IMaaS Donde el eBusiness no llega: brecha tecnológica entre los niveles del negocio y los de fabricación
Modificar el diseño de la Maquinaria Industrial para que se muestre como Servicios
Los servicios ofrecidos son Procesos de Fabricación
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSimplementación
IMaaS Maquinaria Industrial+ Hardware Sistemas Embebidos+ Software Web Service= IMaaWS
Embedded Device
Industrial Machinery
Embedded Operative System
Embedded Middleware
HTTPSOAP M
anag
emen
t
Sec
urity
Con
figur
atio
n
Pers
iste
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Mai
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ance
Even
ts
Dis
cove
ry
Tran
sact
ions
Coo
rdin
atio
n
Add
ress
ing
Intrinsic Service of Industrial MachineryIntrinsic Service of Industrial MachineryManagement Services
Management services
Quality services
Production services
Production Services
Utility Services
Adquisitionservices
Executionservices
Security services
TCP/IP Red de Computadores
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introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSimplementación
IMaaS Maquinaria Industrial+ Hardware Sistemas Embebidos+ Software Web Service= IMaaWS
Escenario SOA integración IMaaWS + BMPS
SOA: IMaaWS+BPMS
Business Process Management System
(BPMS)
[Service Provider]
[Service Requester]Internet
Information System
WSDL-BPEL DB
[Service Broker]
Production System
WS Client
UDDI Registry
Discovery [UDDI]
Publication [UDDI]
Consumption [SOAP]
Industrial Machine as a WS Service (IMaaWS)
WS Gateway
Register Manager
ExecutionEngine
Services Description WSDL-BPEL
SOA
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vídeo con el caso de usohttp://www.dtic.ua.es/grupoM
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSintegración en el negocio
IMaaS Mapa de Procesos de la organización (manufacturera) compuesto fundamentalmente por: Procesos de Negocio
Maquinaria Industrial que ofrece sus servicios como: Procesos de Fabricación
Nuevo Mapa de Procesos: P. de Negocio + P. Fabricación
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integración en el negocio
Nuevo Mapa de Procesos de la Organización
Introducción
Mapa de Procesos de la Organización
Soluciones propietarias y
ad-hoc
nive
l de
empr
esa
nive
l de
proc
eso
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSámbito de aplicación
IMaaS Modelado de procesos de fabricación
Soporte para nuevos modelos de negocio, como fabricación ágil
Integración de la cadena de suministro en la externalizaciónde los procesos de fabricación
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introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaStrabajo futuro
IMaaS IMaaSS (Industrial Machine as a Semantic Service) basada en la incorporación de semánticamediante ontologías
IMaaWS-* basada en nuevo paradigma SOA y la tecnología WS-*
CIMaaS basada en el concepto de Cloud Computing para incorporar los procesos de producción como Servicios en la Nube
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSS
Maquinaria Industrial como
Servicios Semánticos[IMaaSS]
IMaaSS
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introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSSintroducción
IMaaSS
Evolución de Internet y de las TIC Nuevos modelos de
producción y negocio
Necesidad de modelos de producción ágil
Solución en entornos de fabricación BPMS + IMaaS
Producción Masiva
Producción Masiva
Personalización Masiva
Personalización Masiva
IMaaS+BPMS
Business Process Management System
(BPMS)
[Service Provider]
[Service Requester]Industrial Machine as a Service (IMaaS)
WS Gateway
RegisterManager
ExecutionEngine
Internet
Information System
UDDI Register
[Service Broker]
1 2
3Services
Description
Production System
Machine Services Publication (UDDI)1
2 Inquiry and Discovery Information (UDDI+WSDL)
3 Consumer Services (SOAP)
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IMaaS+BPMS
Horizontal boring and milling
Horizontal cutting machine
Boring and Milling
Cutting
Task
Task Task
Task Task
Production Scheduling
Task
Task Task
Business Process Servers
Task Task Task
Task
Task Task
Task
Task Task
Task
TaskTask
TaskTask
IMaaS
TCP/IPRed de Comunicaciones
Industrial Machinery
Embedded device
Embedded Operative System
Communication Network
Embedded Middleware
HTTPSOAP M
anag
emen
tSec
urity
Con
figur
atio
nPe
rsis
tenc
eM
aint
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ce
Even
tsD
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very
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sact
ions
Coo
rdin
atio
nAdd
ress
ing
Intrinsic Service of Industrial Machinery
Management Services
Management services
Quality services
Production services
Production Services
Utility services
Adquisition services
Execution services
Security services
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introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSSmotivación
IMaaSS
Continuo cambio en la gestión de los procesos industrialesIncremento en las tareas de modelado de procesosPoca automatización en la composición y ejecución de serviciosProcesos modelados en función de la estructura física de la empresaPequeños cambios en los procesos implican rehacer el proceso
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSSmotivación
IMaaSSAutomatizar el modelado de procesos de fabricación en función de los objetivos
Procesos y elementos de fabricación mostrados como servicios
Incorporar conocimiento para la definición de los procesos y servicios de fabricación BPMS + IMaaS + Ontologías
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introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSSantecedentes
IMaaSS
Precondición para sistemas ágiles Integración de los procesos de
negocio y de fabricación
Elementos de fabricación como procesos de negocio ofrecidos como servicios
Principales aproximaciones Manufacturing low level integration
(Kalogeras, 2004)
ITEA project (Jammes, 2005)
IMaaS (Gilart, 2006)
SAP (Stamatis,2007)
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSSantecedentes
IMaaSSAutomatización Conceptualización del dominio Las ontologías son una herramienta
útil• Nivel de planta Dominio estable
Propuestas de ontologías de fabricación ADACOR, MASON SWS (Martinez-Lastra & Dalamer, 2006)
Propuestas que conceptualizan el dominio de fabricación de manera aislada
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introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSSpropuesta de solución
IMaaSSSistema de fabricación ágil Automatización del modelado de
procesos de negocio Traducción automática del proceso
modelado a un entorno de ejecución Sistema flexible y tolerante a fallos
Sistema de fabricación
Semantic Modeling Node
Semantic Business ProcessManagement System (SBPMS)
[Service Providers]
[Service Requester]
Industrial Machine as a Service (IMaaS)
WS Gateway
RegisterManager
ExecutionEngine
Internet
New Global
Process
Reg
iste
r N
ode
ReasoningEngine
Service Composition
RegisterManager
ServicesManager
Information System
ServicesDescription
[Service Broker]
New Services
1 2
3
Information Research
Ontology
Services Description
Production System
Machine Services Publication1
2 Inquiry and Discovery Information
3 Consumer Services
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Sistema de fabricación
Information System
Semantic Management Prototype
Service Register
New Process Request
Process Manager
Process Modeling
NewServiceRegister
Ontology Request
Ontology Response
Service Consumption
Publication
Request,Search&Discovery
Consumption
BPMS
SemanticManager
Service RequestService Discovery
Alt
Service RequestService Discovery
Business Study
Machine AnalisysProcess Modeling
New Process Request
Loop
Loop
Par
Service Composition
Service Composition
IMaaS
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSSontología
IMaaSS
Integrar procesos de fabricación y de negocioConceptualización del dominio Estudio del dominio (Groveer, 2001)
Componentes físicos• Clasificación
• Relaciones fisicas
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introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSSontología
IMaaSS (∀tr1,tr2)hasAxisX+(tr1,tr2)(∀tr1,tr2)hasAxisX-(tr1,tr2)(∀tr1,tr2)hasAxisX+(tr1,tr2) ∨ hasAxisX-(tr1,tr2)→hasDirectConectionOnAxisX(tr1,tr2);
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSSontología
IMaaSS
Integrar procesos de fabricación y de negocioConceptualización del dominio Estudio del dominio (Groveer, 2001)
Componentes físicos Procesos de fabricación
• Clasificación
• Relaciones
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introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSSontología
IMaaSS (∀ts,mhp)Implements(ts,mhp)(∀mt,mp)Implements(ms,mp)
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSSontología
IMaaSS
Integrar procesos de fabricación y de negocioConceptualización del dominio Estudio del dominio (Groveer, 2001)
Componentes físicos Procesos de fabricación Relación entre componentes
físicos y procesos• Procesos Servicios Maquinaria
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introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSSontología
IMaaSS
Integrar procesos de fabricación y de negocioConceptualización del dominioRazonamiento Objetivos Proceso funcional Conocimiento Ontología Resultado Proceso físico
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSSontología
IMaaSS
Conceptualización del dominio PROTÉGÉ OWL DL SWRL
Sistema de modelado de procesos Eclipse STP plug-in BPMN Modeling plug-in BPMN2BPEL plug-in
Fábrica (IMaaS) Fábrica a escala Staudineger
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Ontología<owl:Class rdf:about="IndustrialMachine">
<owl:disjointWith><owl:Class rdf:about=“Process"/>
</owl:disjointWith><owl:disjointWith>
<owl:Class rdf:about=“Service"/> </owl:disjointWith><rdfs:comment
rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#string">Representa la maquinaria Industrial
</rdfs:comment></owl:Class>
<owl:ObjectProperty rdf:about=“hasOnAxisX+"><rdfs:domain
rdf:resource=“TransportMachine"/><rdfs:range
rdf:resource=“TransportMachine"/><owl:inverseOf>
<owl:ObjectPropertyrdf:about=“isOnAxisX+"/>
</owl:inverseOf></owl:ObjectProperty>
Caso de uso
CB2 CB3 CB4 CB5
CB7CB8
CB
9C
B1
CB
6MT1
RC1
MT
3
MT2
TT1
TT3TT4
TT2
MMT2
Grin
ding
Starting machineCB9
Drilling Painting
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Entorno de modelado
Entorno de ejecución
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Caso de uso
CB2 CB3 CB4 CB5
CB7CB8
CB
9C
B1
CB
6MT1
RC1
MT
3
MT2
TT1
TT3TT4
TT2
MMT2
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSSvalidación
IMaaSS
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 procesos
Mejora de los procesos de producción Recuperación automática ante fallos
del sistema Despliegue automático en un entorno
ejecutable
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introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
IMaaSSconclusiones
IMaaSSModelado de procesos de alto nivel en entornos de fabricación ágilUso de ontologías para formalizar el dominio industrialImplementación del sistemaValidación de la propuesta en escenario realistaTrabajo en progreso
• Adaptación para el uso de SWS
• Recuperación y re-adaptación de procesos en tiempo real
Hacia Cloud Manufacturing…
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
Cloud Ágile Manufacturing
Cloud Agile Manufacturing
cloud manufact
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introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
cloud manufact
Cloud Ágile Manufacturingintroducción
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
cloud manufact
Cloud Ágile Manufacturingbeneficios e inconvenientes
Los heredados directamente de Cloud Computing
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introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
cloud manufact
Cloud Ágile Manufacturingbeneficios
Los heredados directamente de Cloud Computing
Aprovechamiento recursos de fabricación de la organización
Uso eficiente de la energía pues se tiene un control mucho más exhaustivo del funcionamiento de la maquinaria
Adaptabilidad a las necesidades del mercado,
Externalización y la gestión integrada de la cadena de suministro
Especialización de los fabricantes
Integración fácil de aplicaciones y procesos tanto dentro de una organización como entre diferentes organizaciones que deseen colaborar
introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
cloud manufact
Cloud Ágile Manufacturinginconvenientes
Los heredados directamente de Cloud Computing
Controversia entre las ingenierías industriales, mecánica, eléctrica y electrónica y la incorporación de la ingeniería informática
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introducciónIMaaS
IMaaSScloud manufact
Contenido
cloud manufact
Cloud Ágile Manufacturingconclusiones
En este artículo se ha presentado un nuevo paradigma de fabricación denominado Fabricación Àgil en la Nube. Este paradigma está basado en Internet y, sobre todo, en el concepto de Cloud Computing. Para asegurar la viabilidad práctica de la propuesta, se ha desarrollado sobre el concepto de Maquinaria Industrial Semántica como Servicio (SIMaaS) que permite ofrecer los recursos de un elemento de producción como procesos de fabricación mediante arquitecturas orientadas a servicios
Los sistemas desarrollados bajo este paradigma proporcionan grandes beneficios para los fabricantes que precisen desplegar modelos de fabricación ágil
Para ilustrar la viabilidad de la propuesta, así como algunos de sus beneficios, se ha diseñado un caso de estudio sencillo pero completo que ilustra cómo se pueden diseñar procesos de fabricación independientes de las fábricas en las que finalmente se desplieguen
Se trata de un trabajo ambicioso y que se encuentra en un estadio inicial, por lo que quedan muchas cuestiones tanto conceptuales como aplicadas que resolver. En la actualidad estamos definiendo un caso de uso mucho más completo y cercano a los problemas reales de la industria de forma que pueda servir de validación y, sobre todo, que proporcione la necesaria realimentación para refinar y ajustar los conceptos que se están definiendo
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