Modelos y plataforma IEC 61499 adaptados al control distribuido de máquinas herramienta en sistemas de fabricación ágil

Los sistemas de fabricacion han ido evolucionando para adaptarse a las cada vez mas cambiantes demandas del mercado, pasando de los sistemas de fabricacion en masa a los sistemas flexibles y, finalmente, a los sistemas agiles. Estos ultimos estan soportados por sistemas reconfigurables, capaces de ser modificados sin parar su funcionamiento, asi como por tecnologias de la informacion y la comunicacion, por lo que pueden adaptarse muy rapidamente a cambios en la produccion. Para denominar estos nuevos sistemas han surgido tambien terminos como e-manufacturing, cloud-manufacturing, industrie 4.0. El estandar actual de referencia para el desarrollo de software de control en los sistemas de fabricacion es IEC 61131, del que algunos trabajos han indicado su poca adecuacion frente a los requisitos de los nuevos sistemas. Por este motivo ha surgido el mas complejo IEC 61499, que define arquitecturas y modelos para un software de control distribuido y reconfigurable. La industria demanda a este estandar la capacidad para desarrollar software de control: predecible, escalable, mantenible y extensible. A este respecto, aunque ha sido objeto de multiples trabajos por parte de la comunidad academica, a dia de hoy IEC 61499 no ha adquirido esa capacidad, por lo que no es aceptado todavia por la industria. El objeto de la presente tesis es aportar propuestas que contribuyan a que el estandar alcance dicha capacidad. Con este fin, se propone el uso de metodologias y modelos de componentes software adaptados al dominio de aplicacion, en particular, al control de maquinas herramienta en sistemas de fabricacion agil. Este dominio ha sido elegido por su complejidad, frente a los sencillos tipos de aplicacion y casos de uso considerados en anteriores propuestas relacionadas con IEC 61499. Para establecer dichas metodologias y modelos adaptados se estudia en primer lugar el dominio indicado, determinando los principios de diseno de su software de control. Estos principios sirven de base para efectuar una revision del estado actual del estandar. Seguidamente, se propone y modela el control distribuido de una maquina herramienta generica, a partir del cual se establecen los modelos de bloque funcion y de ejecucion IEC 61499 adaptados a ese dominio. Dichos modelos facilitan el establecimiento de una metodologia de diseno, a la vez que permiten una implementacion del estandar determinista, eficiente, escalable y que cumple restricciones de tiempo real. A la hora de verificar experimentalmente la metodologia y los modelos adaptados es necesaria una plataforma de ejecucion. Debido a que las plataformas IEC 61499 existentes no soportan dichos modelos se ha especificado, disenado e implementado la plataforma COSME. A diferencia de anteriores plataformas, esta incorpora caracteristicas que hacen posible su empleo en entornos industriales. En este sentido, la plataforma COSME ha sido desarrollada dentro de un proyecto de investigacion, transferencia y colaboracion tecnologica entre la universidad y un grupo industrial fabricante de maquinas herramienta. Dicho proyecto ha permitido que esta plataforma, la metodologia y los modelos adaptados hayan sido validados en casos de uso reales.