Manufacturing operational management modeling using interpreted Petri nets

Modelización de la gestión operativa de la fabricación mediante redes de Petri interpretadas

La dinámica de la interacción entre los diferentes niveles en el sistema de producción es el estudio de muchos grupos de investigación para buscar una mejor comprensión de la naturaleza compleja de tales sistemas para proponer una eficacia y eficiencia de la utilización racional de los recursos disponibles y los insumos necesarios. La demanda de productos cada vez más personalizados por un mercado dinámico y competitivo ha reducido considerablemente el ciclo de vida de dichos productos y la flexibilidad de los procesos de producción se ha convertido en esencial para las empresas. La flexibilidad no es sólo un atributo, sino un conjunto de atributos que aportan flexibilidad a los sistemas de producción. Las interacciones entre los subsistemas flexibles son fuentes de despilfarro y reelaboración, causantes de elevados costes en el proceso de producción. En este sentido, el concepto de Lean Manufacturing ha promovido una reestructuración de algunos procesos de los MES (Manufacturing Execution Systems), responsables de la gestión de las actividades de producción, integrar los datos del ERP (Enterprise Resource Planning) y sincronizar las tareas de producción el flujo de materiales, haciéndolos orientados por la demanda. Otro aspecto importante en el contexto industrial es la nueva visión de futuro promovida por el paradigma Industria 4.0 que prevé una completa descentralización del control del sistema de producción por dispositivos autónomos e inteligentes interconectados por un sistema de comunicación, que contribuyan a los objetivos globales de la empresa. La ANSI/ISA S95 presenta un modelo conceptual que puede contribuir a la implantación del concepto de industria 4.0. El objetivo de este estudio es presentar una propuesta de modelado de objetos en el nivel 3 de la norma S95 utilizando redes de Petri interpretadas.

1. INTRODUCCIÓN

La evolución de los sistemas de producción está asociada al desarrollo de nuevas tecnologías de automatización e información. La aplicación de estas nuevas tecnologías es determinante en el desempeño de las empresas para atender a las demandas de un mercado dinámico y competitivo de productos con ciclos de vida reducidos y cada vez más personalizados (Nakamoto, 2008). El desarrollo de nuevos productos a través del uso racional de recursos e insumos requiere que conceptos como flexibilidad y agilidad sean intrínsecos en todas las actividades desarrolladas por la empresa.

El modelo de negocio de una empresa industrial tiene al menos tres niveles: planificación, ejecución y control. La secuencia de las órdenes de producción se encuentra en el nivel de planificación. El nivel de ejecución debe recibir las órdenes de producción y enviar información sobre el avance de los trabajos (Vanderlei et al., 2009). El nivel de control o Manufacturing Execution System (MES), responsable de la gestión de las actividades de producción, integra los datos del sistema ERP y sincroniza las tareas de producción con el flujo de materiales, haciéndolas depender de la demanda.