3.01 Tesis doctorado

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Browsing 3.01 Tesis doctorado by Author "Biskupovic Mancilla, Angel Eduardo"

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    On the automatic synthesis of modular industrial cyber-physical systems
    (2024) Biskupovic Mancilla, Angel Eduardo; Núñez Retamal, Felipe Eduardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Los sistemas ciberfísicos industriales (ICPS) se consideran transversalmente como los sistemas de control industrial del futuro y como una de las tecnologías centrales de la cuarta revolución industrial en curso. A pesar de sus ventajas, los ICPS dependen en gran medida del proceso físico subyacente y su síntesis es un esfuerzo personalizado, exigente en terminos de recursos, que si no se realiza con cuidado puede afectar el rendimiento del sistema. Además, a medida que los ICPS se consolidan como soluciones de automatización maduras, han surgido preguntas sobre cómo aprovechar su flexibilidad para mantener el rendimiento. Este trabajo propone una metodología para abordar la síntesis de ICPS de forma sistemática, mediante el uso de un conjunto de agentes industriales que toman como entrada un archivo de descripción de proceso estandarizado y despliegan automáticamente un ICPS modular a partir de contenedores funcionales prediseñados. La implementacion inicial se demuestra a través de dos ejemplos específicos (un sistema de tanques y un espesador de pasta industrial) para ilustrar el potencial de la metodología propuesta. Los resultados indican que el ICPS puede realizar una síntesis automática independientemente del proceso, facilitada por un archivo de configuración, la utilización de agentes y una librería de componentes con servicios empaquetados en contenedores. Además, el sistema muestra adaptabilidad a diversos requisitos de proceso y puede repararse a sí mismo en caso de una falla del servicio, reduciendo así el tiempo de implementacion y puesta en marcha.Para facilitar el proceso de síntesis, dadas las limitaciones de los estandares industriales actuales para modelar la información, esta tesis propone un modelo de información basado en gráficos multicapa que facilita la tarea de interpretación al agente responsable.También se ha incorporado el concepto de clases y subclases, permitiendo clasificar nodos y relaciones en función de su apariencia y rol dentro del ICPS. El modelo incluye capas que clasifican los componentes del proceso en cuatro aspectos esenciales: red, lógico, físico y nube.Finalmente, la tesis concluye integrando tareas de toma de decisiones para mejorar el desempeño, la eficiencia y otros aspectos operativos del ICPS a través de un conjunto de agentes supervisores. Se realizaron pruebas en dos estudios de caso, que demostraron que el uso de agentes industriales para monitorear y reconfigurar los servicios del ICPS mejoró el desempeño de ambos sistemas propuestos.