Contribució Als Algoritmes De Construcció De Models Del Món Per a La Implementació En Arquitectures Àgils De Fabricació
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
TESI DOCTORAL: Contribució als algoritmes de construcció de models del món per a la implementació en Arquitectures Àgils de Fabricació Autor: Joaquim Minguella i Canela Director de Tesi: Dr. Joan Ramon Gomà i Ayats Co-Directora de Tesi: Dra. Irene Buj i Corral Programa de Doctorat d’Enginyeria Mecànica, Fluids i Aeronàutica Tesi presentada per a obtenir el títol de Doctor per la Universitat Politècnica de Catalunya TESI DOCTORAL: Contribució als algoritmes de construcció de models del món per a la implementació en Arquitectures Àgils de Fabricació Autor: Joaquim Minguella i Canela Director de Tesi: Dr. Joan Ramon Gomà i Ayats Co-Directora de Tesi: Dra. Irene Buj i Corral Programa de Doctorat d’Enginyeria Mecànica, Fluids i Aeronàutica Tesi presentada per a obtenir el títol de Doctor per la Universitat Politècnica de Catalunya Tesi Doctoral Joaquim Minguella i Canela Programa de Doctorat d’Enginyeria Mecànica, Fluids i Aeronàutica ii Tesi Doctoral Joaquim Minguella i Canela Programa de Doctorat d’Enginyeria Mecànica, Fluids i Aeronàutica Agraïments La realització de la present Tesi Doctoral ha estat un procés llarg i que no ha estat exempt de dedicació, esforç, treball i voluntat. És evident doncs, que un fet com aquest no succeeix sense un context que li aporti il·lusió, disposició, ànim i esperit de superació. En primer lloc vull agrair als meus Directors de Tesi, Joan Ramon Gomà i Irene Buj, que han sabut guiar-me en el camí del Doctorat. Amb la mateixa intensitat, vull agrair al Catedràtic Joan Vivancos que fes possible que pogués començar-lo i desenvolupar-lo i sobretot que sempre hagi estat a prop per tot el que m’ha calgut. De manera més extensiva però molt personal, també vull agrair als companys i companyes del Departament d’Enginyeria Mecànica que m’hagin donat empenta per culminar un treball merescut: Cayetano, Salvador, Tania, Jordi, Lluïsa, Ramón, Àlex, Lluís, Joan, Miquel, Daniel, Enrique, Joaquim M., Laia, Pau, Matteo, Josep Maria, Anna i també Jordi, Jose, Imma, Maribel i Hilda. Gràcies per haver confiat sempre en mi i per ajudar-me en tot allò que he necessitat. D’altra banda, vull agrair als meus companys i companyes del Centre CIM que m’hagin ofert les millors oportunitats que se li han pogut donar mai a ningú: Felip, Roger, Jaume, Eli, Minerva, Sandra, Vane, Juan Vicente, Tomeu, Marta, Daniel, Jaume, Agus, Javier, Manolo, Bernat, Gerard, Eric, Guillem, Sergi, Albert, Enric, Eva, Rosana, Arnau, Rosa Mª, José Manuel, Albert, Adri, Maties, Pau, Ricard, David, Javier, Phillippinne, Alcides, Salomé, José Miguel, Jordi, Edu, Adèle, Juana, Xenofon, Paqui i també Rafael. Alguns companys, fins i tot, com l’Albert A. o en Juan A. que ara ja no són al Centre sinó que han emprés la seva carrera professional en altres destins, ajudant-me amb un compromís especial –quasi personal diria-, per poder assegurar que tot tingués la forma que era de menester. Si us plau, no oblideu mai que sou els i les millors. Finalment, i d’una manera molt especial, vull donar un càlid agraïment a la meva família i als meus amics per haver estat sempre al meu costat i que no m’hagin fet dubtar ni un moment de la importància de lluitar pel que realment és important. De manera especial, vull agrair-li al meu pare la integritat i les idees clares; a la meva mare la cultura de l’esforç i la resiliència; al meu tiet Jaume, l’esperit de lluita i millora; a la meva germana, la persistència i la professionalitat, al meu cosí Daniel, la honestedat i el gust per les coses ben fetes i a la Marina la seva força i el seu suport incondicional que ens han portat recentment a ampliar la família amb un petit nou membre. En definitiva, a tots i totes gràcies per haver fet real el que molta gent busca durant tota la seva vida. Aquest treball és doncs la síntesi d’un entorn, d’un context. Vull donar un agraïment especial a qualsevol persona o entitat que directa o indirectament hagi pogut contribuir a la realització d’aquest treball. A tots i a totes, moltes gràcies: res de tot això hauria estat possible sense vosaltres. iii Tesi Doctoral Joaquim Minguella i Canela Programa de Doctorat d’Enginyeria Mecànica, Fluids i Aeronàutica iv Tesi Doctoral Joaquim Minguella i Canela Programa de Doctorat d’Enginyeria Mecànica, Fluids i Aeronàutica Qui perd els orígens ([EO i]) , perd la identitat ([ψ], [Ω]) Dita popular catalana v Tesi Doctoral Joaquim Minguella i Canela Programa de Doctorat d’Enginyeria Mecànica, Fluids i Aeronàutica vi Tesi Doctoral Joaquim Minguella i Canela Índex Programa de Doctorat d’Enginyeria Mecànica, Fluids i Aeronàutica Índex Resum ..................................................................................................................................................................... xiii Abstract ................................................................................................................................................................... xv Resumen ............................................................................................................................................................... xvii Nomenclatura ...................................................................................................................................................... xix Capítol 3. Exploració de Sistemes Binaris segons l’algoritme de Gomà i Vivancos .... xix Capítol 4. Exploració d’algoritmes en Sistemes Binaris ........................................................ xix Capítol 5. Exploració d’algoritmes en Sistemes amb variables Binaries i Contínues ...... ....................................................................................................................................................................... xxi Capítol 1. Introducció .......................................................................................................................................... 1 1.1. Plantejament general .............................................................................................................................. 1 1.2. Model lògic de comportament de sistemes intel·ligents .......................................................... 2 1.3. Objectius de la Tesi .................................................................................................................................. 4 1.3.1. Objectius generals ........................................................................................................................ 4 1.3.2. Objectius específics ..................................................................................................................... 5 1.4. Metodologia ................................................................................................................................................ 5 1.5. Estructura de la Tesi ............................................................................................................................... 6 1.6. Publicacions realitzades en el Marc de la Tesi ............................................................................. 6 1.6.1. Publicacions realitzades sobre Sistemes de Fabricació Intel·ligent ........................ 6 1.6.2. Publicacions realitzades sobre casos específics de desenvolupament de producte ....................................................................................................................................................... 8 1.6.3. Contribucions en Informes de Prospectiva ..................................................................... 10 1.7. Abast i contribució de la Tesi ............................................................................................................ 10 Capítol 2. Estat de l’art ...................................................................................................................................... 11 2.1. Estacions de Treball de configuració ràpida ................................................................................... 11 2.1.1. Introducció a les Tecnologies “Agile Manufacturing”. Naixement del Concepte de la Fabricació Àgil. ............................................................................................................................. 11 2.1.2. Característiques presents en els sistemes de configuració ràpida ........................ 12 2.2. Eines aportades per les diferents disciplines de la IA ................................................................. 15 2.2.1. Disseny intel·ligent de Cèl·lules de Fabricació Flexible (FMS) ................................ 16 2.2.2. Planificació Intel·ligent d’operacions de muntatge ...................................................... 18 vii Índex Tesi Doctoral Joaquim Minguella i Canela Programa de Doctorat d’Enginyeria Mecànica, Fluids i Aeronàutica 2.2.3. Construcció de teories de l’entorn i de sí mateixos: Aprenentatge i Comportament de sistemes intel·ligents ...................................................................................... 19 2.3. Implementacions en cèl·lules de fabricació altament flexibles ............................................... 22 2.3.1. Estudis tècnics de Recerca i Desenvolupament sobre Fabricació Àgil................. 22 2.3.2. Materialització d’Estacions de Muntatge Àgils basades en la interacció de sistemes complexos ............................................................................................................................... 23 2.4. Algoritmes d’optimització. Projectes sobre plataformes autònomes d’experimentació ...................................................................................................................................................................................