Resumen de Metodología basada en SysML y Modelica para la simulación de sistemas de fabricación

Sergio Benavent Nácher, Fernando Romero Subirón, Pedro Rosado Castellano

• español

  La elevada complejidad de los sistemas de fabricación actuales hace necesariala adopción de los principios de la Ingeniería de Sistemas Basados en Modelos(MBSE). En este enfoque los modelos de simulación, descriptivos o de ejecución,son fundamentales en todos los procesos de toma de decisión de las etapas delciclo de vida del sistema de fabricación (conceptualización, diseño, puesta a punto,operación, etc.). Todo ello ha propiciado el desarrollo de simulaciones de altacomplejidad (simulaciones híbridas, multiescala, multidominio, etc.) y de granfidelidad, algunas de ellas aplicables incluso en tiempo real (prototipos y gemelosvirtuales). En este contexto, resulta fundamental la adopción de metodologíasbien fundadas para que el proceso de definición, transformación y ajuste de losdiferentes modelos de simulación sea eficiente y eficaz. Sin embargo, aún son pocaslas propuestas que abordan la simulación de sistemas de fabricación desde un puntode vista metodológico. Por ello, se propone la metodología SSM (Methodologyfor Simulation System Modelling), desarrollada para soportar la construcción demodelos de simulación ejecutables y multidominio para sistemas complejos defabricación y que se sustenta en la utilización sinérgica de SysML y Modelica. Lametodología se ha aplicado con éxito en la simulación del sistema de control deuna línea de ensamblaje multietapa que considera aspectos de calidad geométrica yde productividad, permitiendo analizar diferentes lógicas de control. Con este casode estudio se demuestra la validez de la metodología SSM para la simulación desistemas de fabricación y la potencialidad del uso combinado de SysML y Modelica.

• English

  The high complexity of current manufacturing systems makes it necessary to adoptthe principles of Model Based Systems Engineering (MBSE). In this approach, thedescriptive or executable simulation models are fundamental in all decision-makingprocesses of the life cycle stages of the manufacturing system (conceptualization,design, commissioning, operation, etc.). All this has led to the development of thedevelopment of highly complex (e.g. hybrid, multi-scale and multi-domain simulations)and high fidelity simulations, some of them applicable in real time (virtual twins andprototypes). In this context, the adoption of well-founded methodologies is essentialfor an efficient and effective definition, transformation and adjustment processesof the different simulation models. However, few proposals address the simulationof manufacturing systems from a methodological point of view. For this reason,the methodology for the Modeling of Simulation Systems (SSM methodology) is proposed. The methodology is based on the synergistic use of SysML and Modelicaand supports the construction of executable and multi-domain simulation modelsfor complex manufacturing systems. The methodology has been successfully appliedin the simulation of the control system of a multi-stage assembly line to analyzedifferent control logics considering aspects of geometric quality and productivity.This case study application demonstrates the validity of the SSM methodology for thesimulation of manufacturing systems and the potential of the combined use of SysMLand Modelica.