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infoPLC++ Numero 5

Analizamos las perspectivas y las tendencias tecnológicas que marcarán el año la mano de analistas y expertos industriales.

trends Holonic

trends Holonic Manufacturing especial perspectivas 2018 Las ciencias sociales y la tecnología cada vez están más cerca. ¿Y en medio? La industria, que no puede dejar de estar expuesta a ambas disciplinas. La ‘holonica’ tienen en los sistemas multiagentes su versión industrial, una propuesta interesante y que puede hacerse realidad en la nueva era de la flexibilidad 4.0. XAVIER PI, COLABORADOR DE infoPLC++ La First International Conferece on Industrial Applications of Holonic and Multi-Agent Systems” (HoloMAS), tuvo lugar en Praga en Septiembre de 2003, en plena ola de la época de las nuevas empresas de Internet denominadas “.com”. Tiene un carácter bianual y desde entonces se han realizado ocho ediciones. La última edición de esta iniciativa impulsada desde el mundo académico por parte del profesor Vladimir Marik tuvo lugar en Lyon en Agosto de 2017. El concepto holónico fue propuesto por el filósofo Arthur Koestler en 1968 para explicar la evolución de los sistemas biológicos y sociales, considerando a sus elementos constituyentes como entidades que son a la vez parte y todo al mismo tiempo. Para describir una unidad básica de organización en sistemas biológicos y sociales, Koestler propuso el término “holón”, que proviene de la combinación de la palabra griega para entero, “holos”, y el sufijo “on” que significa una parte o una partícula. La Industria 4.0 da la oportunidad de hacer realidad modelos y teorías desarrolladas hace décadas mejorar la adaptabilidad al cambio y hacer un uso eficiente de los recursos disponibles. Para guiar la investigación en el área, los participantes del consorcio HMS establecieron marco de referencia operativo que incluye las siguientes definiciones: • Holón: Elemento constitutivo autónomo y cooperativo de un sistema de fabricación para transformar, transportar, almacenar y/o validar información y objetos físicos. El holón consiste en una parte de procesamiento de información y, a menudo una parte de procesamiento físico. Un holón puede ser parte de otro holón. • Autonomía: Capacidad de un holón para crear o incorporar planes y/o estrategias, y para controlar la ejecución de los mismos manteniendo para ello sus propias funciones. • Cooperación: Proceso mediante el cual un conjunto de holones acuerdan planes y los ejecutan. La noción de holón es abstracta, y una de las forma de implementarlo más aceptadas en el ámbito industrial son los denominados ‘Sistemas multiagente’. trends enero-febrero 2018 36 En una organización biológica o social, los holones se comportan “en parte como totalidades y en su totalidad como partes” según el punto de vista en que se mire. Koestler propuso también el concepto de holarquía, que no está limitado solamente a las direcciones ascendentes tal y como pasa en las jerarquías, sino que aumenta las posibilidades de éstas mediante una topología de red. La idea de usar el concepto holónico en el diseño de sistemas de fabricación surgió a principios de la década de 1990 debido al programa IMS, con investigadores de Australia, Europa, Japón, Canadá y los EEUU, dando lugar al consorcio HMS (Holonic Manufacturing Systems), cuyo el objetivo era desarrollar las herramientas necesarias e implementar el concepto holónico en el mundo industrial para aumentar la estabilidad de los sistemas frente a las perturbaciones, SISTEMAS MULTIAGENTE En 1995 Wooldridge estableció una definición hasta hoy ampliamente aceptada de ‘agente’: un sistema basado en software que puede mostrarse autónomo, reactivo, proactivo y con capacidad de asociarse, propiedades que se definen a continuación: • Autonomía: Los agentes operan sin la intervención directa de humanos u otros, y tienen algún tipo de control sobre sus acciones y estado interno. • Reactividad: Los agentes perciben su entorno, el cual incluye el mundo físico, usuarios a través de una interfaz gráfica (GUI), una colección de otros agentes, e Internet, o quizás todos ellos combinados, y responden de manera oportuna a los cambios que ocurren en él. • Proactividad: Los agentes con ‘actividad activa’ no actúan solamente en respuesta a

trends su entorno, sino que son capaces de exhibir un comportamiento dirigido a un objetivo y tomar la iniciativa. • Capacidad de asociarse: Los agentes interactúan con otros agentes, incluyendo los humanos a través de algún sistema de comunicaciones para agentes. Los agentes de software, son desde sus orígenes, una de las líneas de trabajo de la comunidad de la Inteligencia artificial, y también muy son utilizados en los ámbitos de la simulación y también en el desarrollo de software en sentido amplio. Varios formalismos de simulación como SDL (Specification and Description Language), Redes de Petri, bloques funcionales como los definidos por el estándar IEC 61499 y lenguajes de programación de propósito general pueden ser utilizados para construir agentes de software. En la misma época, la relación entre objetos y agentes era motivo de debate debido a la emergencia de los lenguajes orientados a objetos, los cuales establecieron una nueva forma de pensar intentando crear software a partir de modelos obtenidos de la realidad. La orientación a objetos propone articular unos bloques constructivos basados en atributos y operaciones, identificados por la dirección de memoria donde se ubican. La figura 1 no muestra los comportamientos proactivos. Una forma de mostrarlos es indicar los eventos que el agente puede notificar al exterior. Uno de los mecanismos más utilizados es el definido por el patrón Publicar/Subscribir, mediante el cual los eventos son notificados a los agentes suscritos para ello. El estándar OPC-UA contempla atributos (o variables), operaciones (o métodos) y eventos, tal y como se muestra en la figura 2. La definición y uso de componentes de software fue una manera de superar la limitación de que los objetos sólo pudieran comunicarse entre sí dentro de un mismo lenguaje de programación, permitiendo la comunicación entre objetos que se ejecutan en máquinas distintas. Ello dio lugar a los denominados sistemas distribuidos con sistemas como CORBA o los componentes OLE (Object Linking and Embedding) del sistema operativo Windows de Microsoft. Figura 1 Para autores como James Odell “los objetos son agentes sin los atributos extra de estos últimos”. Un agente se puede considerar como un objeto con una URL que lo identifica, con lo que se pueden comunicar entre ellos a través de la red, de la nube y con capacidades de seguridad. El elemento común que posibilita la interconexión entre agentes heterogéneos radica en los protocolos de comunicaciones. La IoT ha aportado esta pieza clave de comunicaciones. Entre los protocolos más difundidos se encuentran el HTTP Rest, MQTT u OPC-UA. Figura 2 trends enero-febrero 2018 37