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TAZ-TFM-2012-887

Movilidad del software de control en sistemas de fabricación ágil

Civera Lorenzo, Tamara
Arronategui Arribalzaga, Unai (dir.) ; Colom Piazuelo, José Manuel (dir.)

Universidad de Zaragoza, Escuela de Ingeniería y Arquitectura, 2012
Informática e Ingeniería de Sistemas department, Arquitectura y Tecnología de Computadores area

Máster en Ingeniería de Sistemas e Informática

Abstract: Actualmente, la industria necesita sistemas que sean capaces de responder rápidamente a los cambios necesarios para mantener la competitividad en el mercado global sin perder su estabilidad y fiabilidad haciendo necesario un nuevo modelo de producción: la Fabricación Ágil. En este contexto, en 2005, el IEC (International Electrotechnical Commision) elaboró un nuevo estándar, el IEC 61499, que define una arquitectura y modelo que permite a los ingenieros desarrollar aplicaciones de control distribuido, flexibles y reconfigurables basadas en componentes. Además, este estándar destaca el concepto de reconfigurabilidad dinámica, entendiéndose como tal la habilidad de cambiar la configuración del sistema sin detener su ejecución. Existen varios escenarios donde se utiliza la reconfigurabilidad (el reemplazo de componentes, la modificación de parámetros de los componentes,...), pero debido a que se trata de un concepto muy amplio, esta tesis fin de máster se ha centrado en el escenario de movilidad de componentes entre diferentes dispositivos. La movilidad del software es habitual en algunos sistemas operativos distribuidos como Amoeba u OpenMosix, pero su existencia en sistemas distribuidos de Fabricación Ágil es casi inexistente, no conociéndose soluciones en el estándar IEC 61499 y aún menos en la plataforma COSME. Por ello, se ha estudiado su necesidad y utilidad en la Fabricación Ágil llegando a la conclusión de que es muy necesaria ya que aumenta la fiabilidad del sistema y su tolerancia a fallos, requisitos muy importantes en este contexto; reduce el tráfico de red y permite utilizar recursos que no están compartidos en red. Ante esto, el objetivo principal de esta tesis fin de máster ha sido presentar el diseño de un mecanismo que permite mover determinadas instancias de componentes de una aplicación distribuida de control entre diferentes dispositivos en el sistema de Fabricación Ágil COSME sin detener la ejecución de la aplicación y cumpliendo los requisitos de reconfigurabilidad del estándar IEC 61499. Para ello, se han analizado los principios de diseño y restricciones que deben cumplir los mecanismos de movilidad en este contexto que aumentan la complejidad del algoritmo ya que, además de enfrentarse a las cuestiones clásicas de migración de procesos, debe tener en cuenta nuevas cuestiones como el tiempo real, la heterogeneidad del sistema, el ciclo de tratamiento basado en eventos, el modelo de aplicación basado en una red de instancias interconectadas distribuidas y el hecho de que se van a mover instancias que están implementadas como módulos de kernel y que tienen varios hilos de ejecución. Para, después, proponer un mecanismo de movilidad del software que contempla todos estos principios y proporciona una solución que especifica una arquitectura basada en dos módulos: el planificador de migración y el módulo de movilidad; un modelo de comunicación basado en un protocolo compuesto de tres etapas: la conexión, el envío de peticiones y la desconexión; y un algoritmo de movilidad basado en diez etapas y en dos tipos de acciones, las acciones críticas y las acciones no críticas, y que se centra principalmente en el funcionamiento del módulo de movilidad dejando como trabajo futuro el planificador de migración. Esta solución requiere de la realización de pocas modificaciones en la plataforma COSME y, además, evita la mayoría de desventajas que tienen los mecanismos de migración de propósito general ya que no añade sobrecarga al sistema, es robusta frente a posibles fallos que puedan ocurrir durante el proceso de migración y evita las dependencias residuales.


Free keyword(s): sistemas de fabricación ágil ; movilidad del software ; reconfigurabilidad ; sistemas distribuidos ; software de control ; estándar iec 61499 ; cosme
Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master

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 Record created 2012-09-13, last modified 2012-10-22


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