Estudo de caso de controle supervisório tolerante a perdas intermitentes de observação: Planta MECATRIME
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i3.26615Palavras-chave:
Sistemas a eventos discretos; Controle supervisório; Perdas intermitentes de observação; Sistema de manufatura; Modelagem de sistemas.Resumo
Neste artigo apresenta-se um estudo de caso de controle supervisório tolerante a perdas intermitentes de observação considerando a existência da perda de comunicação entre dispositivos interconectados à planta via LAN (rede local ETHERNET), em um sistema de manufatura flexível existente no Laboratório de Mecatrônica do Instituto Militar de Engenharia (planta MECATRIME). Este estudo teve como objetivo aplicar conceitos de controle supervisório quando há ocorrência de perdas intermitentes de observação quando há falha de comunicação e assim permitir que o sistema continue atuando. Inicialmente, foi feito um mapeamento da planta MECATRIME, em que foram construídos diagramas baseados na Engenharia de Sistemas com o intuito de identificar os pontos ou situações em que há a possibilidade de perda de observação em função da perda de comunicação e, após esse mapeamento, foi realizada a modelagem do sistema utilizando diagramas de máquinas de estado, na forma de autômatos, com a perda intermitente de observação. Foi feita também a síntese do supervisor, mostrando como uma ferramenta formal pode ser utilizada para guiar a realização do projeto de um sistema de controle tolerante a perdas de observação por comunicação.
Referências
Alves, M. V. (2 de 2014). Controle Supervisório Robusto de Sistemas a Eventos Discretos Sujeitos a Perdas Intermitentes de Observação. Master's thesis, Universidade Federal do Rio de Janeiro.
Alves, M. V. (11 de 2017). Supervisory Control of Networked Discrete Event Systems with Timing Structure. Ph.D. dissertation, Universidade Federal do Rio de Janeiro.
Alves, M. V., Basílio, J. C., Cunha, A. E., Carvalho, L. K., & Moreira, M. V. (5 de 2014). Robust Supervisory Control Against intermittent Loss Observations. 12th IFAC/IEEE Workshop on Discrete Event Systems, (pp. 294-299). Cachan.
Alves, M. V., Carvalho, L. K., & Basilio, J. C. (11 de 2017). New Algorithms for Verification of Relative Observability and Computation of Supremal Relatively Observable Sublanguage. IEEE Transactions on Automatic Control, 62, 5902-5908.
Alves, M. V., Cunha, A. E., Carvalho, L. K., Moreira, M. V., & Basilio, J. C. (1 de 2019). Robust Supervisory Control of Discrete Event Systems Against Intermittent Loss of Observations. International Journal of Control.
Brandenbourger, B., & Durand, F. (9 de 2018). Design Pattern for Decomposition or Aggregation of Automation Systems into Hierarchy Levels. 2018 IEEE 23rd International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA), 1, 895-901. 10.1109/ETFA.2018.8502627
Burgoyne, J.; James, K. T. Towards Best or Better Practice in Corporate Leadership Development: Operational Issues in Mode 2 and Design Science research. British Journal of Management, v. 17, p. 303-316, 2006. http://dx.doi. org/10.1111/j.1467-8551.2005.00468.x
Cai, K., Zhang, R., & Wonham, W. M. (3 de 2015). Relative Observability of Discrete-Event Systems and Its Supremal Sublanguages. IEEE Transactions on Automatic Control, 60, 659-670.
Cai, K., Zhang, R., & Wonham, W. M. (1 de 2016). Correction to "Relative Observability of Discrete-Event Systems and Its Supremal Sublanguages". IEEE Transactions on Automatic Control, 62, 511.
Cárdenas, A. A., Amim, S., & Sastry, S. (2008). Secure Control: Towards Survivable Cyber-Physical Systems. 28th Internacional Conference on Distributed Computing Systmes Workshops, (pp. 495-500).
Carvalho, L. K., Moreira, M. V., & Basilio, J. C. (2012). Generalized Robust Diagnosability of Discrete Event Systems. Automatica, 48, 2068-2078.
Carvalho, L. K., Moreira, M. V., & Basilio, J. C. (2017). Diagnosability of intermittent sensor faults in discrete event systems. Automatica, 79, 315-325.
Cassandras, C. G., & Lafortune, S. (2008). Introducion to Discrete Event Systems (2a ed.). Springer.
CORPORATION YASKAWA ELECTRIC. (8 de 2014). FS100 OPERATOR’S MANUAL. Tech. rep., Yaskawa Electric Corporation.
Da Costa, C. (9 de 2017). Indústria 4.0: O Futuro da Indústria Nacional. Pós-Graduação em Revista - IFSP, 1, 5-14.
Da Costa, S. E. G., & De Lima, E. P. (2011) Processos: Uma abordagem da Engenharia para a Gestão de Operações. campus, 63-72.
Golçalves, E. J., & Cortés, M. I. (2015). Computação: Análise e Projeto de Sistemas (3a ed.). (E. Universidade Estadual do Ceará, Ed.) Fortaleza.
Guedes, G. T. (2011). UML 2 Uma Abordagem Prática (2a ed.). Novatec.
Hilario, R. Q. (10 de 2019). Estudo de Caso de Controle Supervisório Tolerante a Perdas Intermitentes de Observação: Planta MECATRIME. Masther's thesis, Instituto Militar de Engenharia.
Kruchten, P. B. (1995). The 4+1 View Model of Architecture. IEEE Software, 126, 42-50.
Lacerda, D. P., Dresch, A., Proença, A., Júnior, J. A. V. A. Design Science Research: método de pesquisa para a engenharia de produção. IEEE Software, 126, 42-50.
Lin, F. (2014). Control of Networked Discrete Eevent Systems: Dealing With Communication Delays And Losses. SIAM Journal on Control and Optimization, 52, pp. 1276-1298.
Paoli, A., Sartini, M., & Lafortune, S. (2011). Active Fault Tolerant Control of Discrete Event Systems Using Online Diagnostics. Em Automatica 47, 639-649.
Pena, P. N., Alves, L. V., Chagas Alves, M. R., & Rafael, G. C. (s.d.). UltraDES. Fonte: https://lacsed.eng.ufmg.br/ultrades
Pimentel, A. R. (9 de 2015). Projeto de Software Usando a UML. Tech. rep.
Pinheiro, Á. F. (12 de 2016). Série Fundamentos da Engenharia de Software: Linguagem de Modelagem Unificada. Recife: Revista de Publicação Independente.
Platts, K. W. (1993). A Process Approach to Researching Manufacturing Strategy. International Journal of Operations & Production Management, 13(8), 4-17 http://dx.doi. org/10.1108/01443579310039533
Platts, K. W. et al. (1998).Testing manufacturing strategy formulation processes. International Journal of Production Economics, 56-57, 517-523
Rajkumar, R., Lee, I., Sha, L., & Stankovic, J. (2010). Cyber-Physical Systems: The Next Computing Revolution. Design Automation Conference, (731-736).
Ramadge, P. J., & Wonham, W. M. (1 de 1989). The Control of Discrete Event Systems. Proceendings of the IEEE, 77, 81-98.
Rohloff, K. R. (12 de 2005). Failure Tolerant Supervisory Control. 44th IEEE Conference on Decision and Control, and the European Control Conference, (pp. 3493-3498). Seville.
Rohloff, K. R. (2012). Bounded Sensor Failure Tolerant Supervisory Control. 11th IFAC Workshop on Discrete Event Systems, 45, 272-277. Guadalajara, México.
Romme, A. G. L. Making a difference: Organization as Design. Organization Science, 14(5), 558-573, 2003. http://dx.doi.org/10.1287/ orsc.14.5.558.16769
Rudie, K., Nguyen, P., Wood, M., Grigorov, L., Edlund, K., Michelsen, A. G., Sugarman., V. (s.d.). IDES 3 beta 1. Fonte: https://qshare.queensu.ca/Users01/rudie/www/software.html
Sánchez, A. M., & Montoya, F. J. (2006). Safe Supervisory Control Under Observability Failure. Discrete Event Dynamic Systems, 16, 493-525.
Simon, H. A. (1996). The Sciences of the Artificial. (3rd ed.), MIT Press
Sommerville, I. (2011). Engenharia de Software (9a ed.). Pearson Prentice Hall.
Trivelato, G. D. (2003). Técnicas de Modelagem e Simulação de Sistemas Dinâmicos. Tech. rep., Ministério da Ciência e Tecnologia. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE.
Van Aken, J. E. Management Research Based on the Paradigm of the Design Sciences: The Quest for Field- Tested and Grounded Technological Rules. Journal of Management Studies, 41(2), 219-246, 2004. http://dx.doi.org/10.1111/j.1467-6486.2004.00430.x
Wang, E. K., Ye, Y., Xiaofei Xu, S.M.Yiu, L.C.K.Hui, & K.P.Chow. (2010). Security Issues and Challenges for Cyber Physical System. International Conference on Green Computing and Communications & International Conference on Cyber, Physical and Social Computing, (pp. 733-738).
Wonham, W. M., & Cai, K. (5 de 2017). Supervisory Control of Discrete-Event Systems. http://www.control.utoronto.ca/cgi-bin/dldes.cgi
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2022 Rárisson Queiroz Hilário; Antonio Eduardo Carrilho da Cunha
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
