Cicerone laurentiu popa teza doctorat

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREŞTI FACULTATEA INGINERIA ŞI MANAGEMENTUL SISTEMELOR TEHNOLOGICE

CATEDRA MAŞINI ŞI SISTEME DE PRODUCŢIE

Ing. Cicerone Laurenţiu POPA

CONTRIBUŢII PRIVIND REALIZAREA UNUI SISTEM

COOPERATIV DE DEZVOLTARE A PRODUSELOR INDUSTRIALE PE BAZA TEHNICILOR CAD – CAM – CAE

-TEZĂ DE DOCTORAT-

Conducător Ştiinţific Prof. Dr. Ing. Traian AURITE

BUCUREŞTI 2007

CUPRINS

Cap. 1. INTRODUCERE ........................................................................................................4

Cap. 2. STADIUL ACTUAL AL SISTEMELOR COOPERATIVE DE DEZVOLTARE A PRODUSELOR INDUSTRIALE.......................................................................................7

2.1. Scurt istoric. Concept. Evoluţia sistemelor cooperative. ........................................................ 7

2.1.1. Definiţie. ...................................................................................................................7 2.1.2. Apariţia conceptului de sistem cooperativ. ..............................................................8

2.2. Tipuri de sisteme cooperative şi clasificarea lor................................................................... 13

2.3. Sistemele cooperative, origine a constituirii întreprinderilor virtuale.................................. 15

2.4. Domenii de utilizare şi aplicaţii............................................................................................. 20

2.4.1. Domenii de utilizare ...............................................................................................20 2.4.2. Tipuri de relaţii în cadrul întreprinderii virtuale.....................................................22 2.4.3. Managementul datelor de produs ...........................................................................26 2.4.4. Planificarea resurselor întreprinderii ......................................................................30 2.4.5. Managementul ciclului de viaţă al produsului........................................................34

2.5. Descrierea tehnicilor CAD – CAM – CAE utilizate în cadrul sistemelor cooperative. ...... 37

2.5.1. Proiectarea asistată de calculator............................................................................37 2.5.2. Fabricaţia asistată de calculator..............................................................................40 2.5.3. Ingineria asistată de calculator ...............................................................................41 2.5.4. Produse CAD – CAM – CAE.................................................................................42

2.5.4.1. Sisteme integrate .............................................................................................42 2.5.4.2. Programe CAD ................................................................................................50 2.5.4.3. Programe CAM ...............................................................................................53 2.5.4.4. Programe CAE.................................................................................................58

2.7. Concluzii ................................................................................................................................ 66

Cap. 3. CERCETĂRI PRIVIND TEHNICILE MULTIAGENT ÎN IMPLEMENTAREA SISTEMELOR COOPERATIVE........................................................................................68

3.1. Inteligenţa artificială distribuită............................................................................................. 68

3.2. Agenţii.................................................................................................................................... 69

3.2.1. Definiţie..................................................................................................................69 3.2.2. Clasificări ...............................................................................................................71

3.2.2.1. Taxonomia generală a agenţilor ......................................................................71 3.2.2.2. Clasificarea lui Nwana ....................................................................................71

CONTRIBUŢII PRIVIND REALIZAREA UNUI SISTEM COOPERATIV DE DEZVOLTARE A PRODUSELOR INDUSTRIALE PE BAZA TEHNICILOR CAD – CAM – CAE

2

3.2.2.3. Agenţii inteligenţi ............................................................................................72 3.2.2.4. Caracteristicile agenţilor..................................................................................73 3.2.2.5. Tipuri de agenţi................................................................................................75

3.2.3. Agenţi mobili..........................................................................................................77 3.2.4. Mediului de execuţie al agenţilor ...........................................................................79

3.2.4.1 Acţiunile agenţilor asupra mediului .................................................................81 3.2.4.2 Activităţile unui agent ......................................................................................82 3.2.4.3 Obiectivele agenţilor ........................................................................................84 3.2.4.4. Convingerilor agenţilor....................................................................................85

3.3. Sisteme multiagent................................................................................................................. 86

3.3.1. Caracteristici...........................................................................................................90

3.4. Protocoale de comunicare. Negocierea................................................................................. 91

3.4.1. Knowledge Query and Manipulation Language (KQML) .....................................94 3.4.2. Knowledge Interchange Format (KIF) ...................................................................96 3.4.3. COOrdination Language (COOL)..........................................................................96 3.4.4. Sisteme blackboard.................................................................................................97

3.5. Abordări ale tehnologiei orientate agent în cadrul sistemelor cooperative.......................... 97

3.6. Concluzii .............................................................................................................................. 101

Cap. 4. REZULTATE PRELIMINARE PRIVIND IMPLEMENTAREA SISTEMELOR COOPERATIVE PENTRU DEZVOLTAREA PRODUSELOR INDUSTRIALE PE BAZA TEHNICILOR CAD – CAM – CAE......................................................................................104

4.1. Proiectarea sistemelor cooperative. Metodologia de realizare şi dezvoltare a produselor pe baza tehnicilor CAD – CAM – CAE. ........................................................................................ 104

4.1.1. Proiectarea sistemelor cooperative .......................................................................105 4.1.2. Proiectarea şi dezvoltarea produsului pe baza tehnicilor CAD – CAM – CAE...109

4.2. Studiu privind sisteme cooperative capabile să susţină colaborarea în realizarea şi dezvoltarea produselor industriale prin integrarea principalelor aplicaţii necesare cooperării.111

4.2.1. Integrarea principalelor aplicaţii necesare cooperării cu ajutorul tehnologiei orientate agent. Studii de caz..........................................................................................111

4.3. Studiu privind folosirea sistemelor cooperative pentru susţinerea întregului ciclul de viata al produsului................................................................................................................................ 142

4.4. Algoritm de evaluare a impactului arhitecturii de fabricaţie asupra ciclului de viaţă al produsului.................................................................................................................................... 147

4.4. Concluzii .............................................................................................................................. 169


3

Cap. 5. CONTRIBUŢII PRIVIND REALIZAREA UNUI SISTEM COOPERATIV DE DEZVOLTARE A PRODUSELOR INDUSTRIALE .........................................................171

5.1. Contribuţii privind studiul sistemelor cooperative ............................................................. 171

5.2. Realizarea unei clasificări a agenţilor şi studiul influenţei lor luând în calcul mediul în care aceştia acţionează........................................................................................................................ 173

5.3. Realizarea unei arhitecturi distribuite bazată pe tehnologia agent prin integrarea principalelor instrumente necesare cooperării ........................................................................... 175

5.3.1. Algoritm de rezolvare a unei probleme apărute în departamentul de fabricaţie ..175 5.3.2. Studii de caz referitoare la folosirea agenţilor în cadrul sistemului cooperativ ...176

5.4. Studiu privind folosirea sistemelor cooperative pentru susţinerea întregului ciclul de viaţă al produsului................................................................................................................................ 177

5.5. Algoritm de evaluare a impactului arhitecturii de fabricaţie asupra ciclului de viaţă al produsului.................................................................................................................................... 178

Cap. 6. CONCLUZII FINALE ŞI DIRECŢII DE DEZVOLTARE....................................180

6.1. Concluzii finale.................................................................................................................... 180

6.2. Direcţii de dezvoltare........................................................................................................... 181

BIBLIOGRAFIE........................................................................................................................... 183

LISTĂ DE FIGURI .............................................................................................................189

GLOSAR DE TERMENI ŞI ABREVIERI .......................................................................192


4

Cap. 1. INTRODUCERE

Întreprinderile din ziua de astăzi nu pot supravieţui competiţiei pe plan mondial dacă nu vor introduce produse noi de o mai bună calitate, la un preţ mai mic şi un timp mai mic de livrare. În concordanţă cu aceasta se încearcă utilizarea capacităţii mare de memorie a calculatoarelor, viteza mare de procesare a lor şi utilizarea unor interfeţe prietenoase cu utilizatorii de soft-uri specifice, acestea reducând timpul şi costul de producţie. Întreprinderile au în acest context tendinţa să-şi modifice arhitectura, externalizând o serie de funcţii către alte întreprinderi cu costuri de producţie mai mici, asociindu-se cu acestea în arhitecturi de tip întreprindere virtuală. Într-o astfel de întreprindere virtuală, proiectele sunt modularizate, fiecare participant la proiect lucrând la un modul şi comunicând cu ceilalţi prin reţele de tip Internet / Intranet / Extranet (proiecte multipolare).

Proiectarea asistată de calculator (CAD), fabricaţia asistată de calculator (CAM) şi ingineria asistată de calculator (CAE) sunt tehnologii folosite pentru acest scop în timpul ciclului de producţie. Pentru a înţelege rolul CAD, CAM şi CAE trebuiesc examinate diferitele activităţi şi funcţii ce trebuie realizate în proiectarea şi fabricarea produsului, problema principală în acest mediu integrat constă în managementul legăturilor şi schimbul de date între parteneri precum şi găsirea rapidă a soluţiilor necesare rezolvării diferitelor conflicte.

Obiectivul tezei este acela de a prezenta metode de proiectare a sistemelor cooperative şi de a realiza un astfel de sistem cooperativ capabil să susţină întreaga activitate a unei astfel de organizaţii virtuale, sistem având la bază tehnologia orientată agent. Sistemele distribuite şi cooperative reprezintă o noua paradigmă în informatică, în general, şi în cea economică în special, fiind un domeniu interdisciplinar situat între ştiinţele economice, informatică, cibernetică, ştiinţe cognitive, psihologie şi management. Prin prezenta teză mi-am propus studiul principalelor tipuri de sisteme cooperative şi modul lor de implementare utilizând tehnologia orientată agent. De asemenea, am imaginat diverse situaţii şi studii de caz ce pot apare în cadrul unui astfel de sistem şi am prezentat algoritmii de rezolvare a problemelor şi de realizare a obiectivelor cerute.

Un astfel de sistem trebuie sa aibă capacitatea de a actualiza instantaneu datele modificate de unul dintre utilizatori pentru toţi ceilalţi utilizatori conectaţi la proiect; de asemenea, în cadrul tezei au fost prezentate metode de realizare a unor algoritmi specifici de utilizare a tehnicilor multiagent în sistemele cooperative CAD/CAM/CAE asociate arhitecturilor de tip întreprindere virtuală.

Capitolul 2 intitulat - „Stadiul actual al sistemelor cooperative de dezvoltare a produselor industriale” - cuprinde un scurt istoric al sistemelor cooperative, conceptul de sistem cooperativ şi evoluţia sa. De asemenea, studiind literatura de specialitate, a fost realizată o clasificare a acestor sisteme pornind de la apariţia conceptului şi până la folosirea diverselor tehnologii pentru implementarea acestuia. Am fost considerat ca fiind necesară


5

prezenţa unui subcapitol care să evidenţieze legătura strânsă între conceptul de sistem cooperativ şi cel de întreprindere virtuală; am prezentat principalele tipuri de relaţii prezente în cadrul unei organizaţii de acest fel şi am descris tehnicile CAD – CAM – CAE ca parte integrantă a sistemului. Este prezentată şi o scurtă descriere a principalelor soft-uri CAD – CAM – CAE .

În capitolul 3 - „Cercetări privind tehnicile multiagent în implementarea sistemelor cooperative” – s-a considerat necesară studierea tehnicilor orientate agent ca instrument de ultimă generaţie folosit în dezvoltarea şi implementarea diverselor tipuri de sisteme. Capitolul prezintă principalele categorii şi tipuri de agenţi existenţi, arhitectura acestora şi modul lor de acţiune.

Din studiul literaturii de specialitate a rezultat necesitatea unei clasificări suplimentare a agenţilor utilizaţi în dezvoltarea sistemelor cooperative din perspectiva influenţei mediului lor de execuţie, astfel am clasificat agenţii în: agent influenţabil, agent de influenţă şi agent mixt. Având în vedere această clasificare am prezentat principalele acţiuni posibile ale agenţilor şi algoritmul de realizare al obiectivelor stabilite. De asemenea, am considerat necesară prezentarea principalelor protocoale de comunicare şi tipuri de negociere între agenţi.

În încheierea capitolului au fost prezentate câteva abordări ale tehnologiei orientate agent în cadrul sistemelor cooperative prin prezentarea unei astfel de arhitecturi şi a unor studii de caz.

În capitolul 4 - „Rezultate preliminare privind implementarea sistemelor cooperative pentru dezvoltarea produselor industriale pe baza tehnicilor CAD – CAM – CAE” - se regăsesc metode de proiectare a sistemelor cooperative şi metodologia de realizare şi dezvoltare a produselor pe baza tehnicilor CAD – CAM – CAE. În continuare, au fost realizate diverse studii de caz cu referire la capabilitatea sistemelor cooperative de a susţine colaborarea în realizarea şi dezvoltarea produselor industriale prin integrarea principalelor aplicaţii necesare cooperării. Printre aceste studii de caz pot fi amintite: algoritm de rezolvare a unor probleme apărute în departamentul de fabricaţie, studiu privind controlul versiunilor de software şi alegerea sistemului de operare, studiu privind ierarhizarea agenţilor din cadrul sistemului prezentat, gestionarea bazei de date a sistemului, studiu privind comunicarea etc.

În încheiere am realizat un algoritm de evaluare a impactului arhitecturii de fabricaţie asupra ciclului de viaţă al produsului. Validarea algoritmului a fost făcută pe baza unui studiu de caz de simulare multipolară distribuită a fluxului material din sistem, utilizând soft-ul Witness.

Capitolul 5 - „Contribuţii privind realizarea unui sistem cooperativ de dezvoltare a produselor industriale” – prezintă principalele contribuţii şi soluţii de realizare a unui sistem cooperativ pentru dezvoltarea produselor industriale folosind tehnicile orientate agent.

În capitolul 6 – „Concluzii finale şi direcţii de dezvoltare” – se regăsesc principalele concluzii ale tezei şi totodată propuneri de continuare a cercetărilor efectuate.


6

* * *

Din antichitate până în prezent, şi cu siguranţă şi în viitor, ceea ce a pus omenirea în mişcare a fost setea de cunoaştere. După cum spunea şi Benjamin Franklin: “Investiţia în cunoaştere aduce cea mai bună dobândă.”, iar în prezent noi construim pe baza informaţiilor acumulate de predecesorii noştri. În spiritul acestei idei, avansarea ştiinţei depinde direct de efortul individual al fiecărui cercetător, care indiferent de cât de infim ar părea, reprezintă în sine un aport considerabil, deoarece succesul continuei dezvoltări în ştiinţă stă în suma colectivă a contribuţiilor individuale. Sper ca lucrarea de faţă să reprezinte un mic aport la această dezvoltare.

“Nimeni nu începe cu propria sa gândire. Fiecare găseşte prezentă în vremea sa o anumită stare de fapt a cunoaşterii şi a punerii problemelor, în care el se integrează şi de la care începe să cerceteze.” Cuvintele lui N. Hartmann mă îndeamnă să mulţumesc pe această cale celor care mi-au deschis drumul către acest domeniu de cercetare:

Domnului Prof.dr.ing. Traian Aurite, conducătorul ştiinţific al acestei teze, pentru sfaturile, sugestiile şi încurajările oferite de-a lungul celor patru ani de cercetare, cât şi pentru răbdarea şi înţelegerea acordată.

Domnului Şl.dr.ing. Costel Coteţ pentru oportunitatea oferită de a face parte din colectivul centrului PREMINV şi implicarea mea continua în cadrul proiectelor de cercetare . De asemenea, apreciez informaţiile şi observaţiile primite pentru realizarea unei lucrări fundamentată ştiinţific, cât şi susţinerea permanentă în elaborarea tezei de doctorat.

Domnului Prof.dr.ing. Marius Guran pentru încrederea acordată, susţinerea şi implicarea mea în diversele activităţi de cercetare ale centrului.

Doamnei Şl.dr.ing. Diana Popescu pentru ajutorul oferit în iniţierea mea în domeniul proiectării asistate de calculator şi şansa acordată de a colabora la desfăşurarea cursului de Catia, predat în cadrul Centrului PREMINV.

Domnului Conf.dr.ing. George Drăgoi pentru aprinderea interesului într-un nou domeniu şi pentru îndrumarea iniţială în alegerea unei teme inovatoare de doctorat.

Colectivului din centrul PREMINV: Asist.drd.ing. Nicoleta Căruţaşu, Conf.dr.ing George Căruţaşu, drd. Beatrice Nica, drd.ing. Lidia Parpală, drd.ing. Radu Parpală, drd.ing. Gabriela Pătraşcu şi ing. Florina Anghel pentru atmosfera de colegialitate, dezbaterile constructive şi colaborarea productivă.

Familiei mele pentru sprijinul moral, răbdarea necondiţionată şi încurajările permanente.


7

Cap. 2. STADIUL ACTUAL AL SISTEMELOR COOPERATIVE DE DEZVOLTARE A PRODUSELOR INDUSTRIALE

2.1. Scurt istoric. Concept. Evoluţia sistemelor cooperative.

În contextul actual al economiei, al unei concurenţe acerbe, al diversificării gamei de produse, al specializării, firmele trebuie să răspundă cât mai prompt cerinţelor pieţei pentru a-şi putea susţine activitatea. În aceste condiţii trebuie luată în vedere realizarea unor colaborări cu alte firme în vederea realizării unui produs în cel mai scurt timp posibil, cu costuri cât mai mici, un timp de livrare cât mai redus, produs care să satisfacă pe deplin cererea clientului.

Tendinţa actuală constă în realizarea de sisteme cooperative, multidisciplinare, acestea implică dezvoltarea unui mediu capabil să asigure cooperarea în timp real între toate profesiile care concură la realizarea unui produs sau serviciu la nivelul unei întreprinderi. Acest mediu de colaborare instituie în fapt un sistem cooperativ.

2.1.1. Definiţie.

Un sistem cooperativ este un sistem în care mai mulţi utilizatori sau agenţi sunt angajaţi într-o activitate comună, de obicei din locaţii diferite. În cadrul familiei mari a aplicaţiilor distribuite, sistemele cooperative se disting prin faptul că agenţii din cadrul sistemului lucrează împreună pentru realizarea unui scop comun pentru care este nevoie de o interacţiune strânsă între toţi partenerii prin: accesul comun la informaţie, schimbul de informaţii şi verificarea stadiului fiecărui partener în cadrul proiectului [30].

Pentru a completa definiţia trebuie explicaţi principalii termeni implicaţi în conceptul de sistem cooperativ [40], cei 4C:

Cooperarea – reprezintă o formă de activitate ce presupune lucrul în echipă, folosind aceleaşi resurse, având aceleaşi sarcini. Pentru a realiza lucrul în echipă actorii implicaţi trebuie să îşi coordoneze activităţile, să împărtăşească aceleaşi scopuri, să aibă acelaşi planuri şi motivaţii, activităţile trebuie să fie sincronizate şi coordonate astfel încât să se evite eventualele conflicte [52].

Colaborarea - reprezintă activitatea ce presupune lucrul în echipă, dar ca o subdiviziune a cooperării, diferenţa constând în faptul că actorii au acelaşi scop în cadrul grupului faţă de cooperare care presupune existenţa mai multor scopuri şi planuri de îndeplinit pentru atingerea ţintei finale [52].


8

Comunicarea – poate fi definită simplu ca un schimb de informaţii. Comunicarea este procesul prin care indivizii îşi fac cunoscute nevoile, aspiraţiile către ceilalţi indivizi implicaţi în proces. Comunicarea este liantul ce leagă organizaţiile şi face posibilă colaborarea. Comunicarea presupune anumite resurse, atât fizice cât şi mentale.

Coordonarea – este procesul care face posibilă colaborarea între indivizi şi o pune în valoare, şi are ca bază comunicarea între aceştia. Malone şi Crowston definesc coordonarea ca fiind „o acţiune de conducere a interdependenţelor dintre activităţi pentru realizarea unui scop” [39].

Relaţia între aceste elemente este următoarea: comunicarea este mecanismul folosit pentru a coordona lucrul cooperativ sau colaborativ.

2.1.2. Apariţia conceptului de sistem cooperativ.

Conceptul de sistem cooperativ a apărut la începutul anilor 1980 în momentul în care s-a pus problema dezvoltării tehnologiei şi a soft-ului necesar cooperării asistate de calculator.

O abordare anterioară acestui concept a fost „Office Automation”. La mijlocul anilor 1960 probleme ca ocuparea locurilor dintr-un avion sau imprimarea unei note de plată au fost transformate în cerinţele acestui sistem. La mijlocul anilor 1970 minicalculatoarele s-au dovedit capabile să susţină lucrul în cadrul organizaţiilor într-un mod interactiv, astfel a apărut „Office Automation”. Aplicaţii pentru un singur utilizator, de exemplu editoare de text sau lucrul şi calcul cu tabele au reuşit, şi s-a încercat în continuare integrarea acestora în cadrul lucrului în echipă şi între departamente.

Realizarea şi dezvoltarea tehnologiei necesare nu a fost suficientă. Au fost necesare cercetări în legătură cu modul în care oamenii lucrează în echipă în cadrul organizaţiilor şi modul în care tehnologia afectează acest lucru.

De asemenea, este necesar ca cei ce realizează astfel de sisteme să informeze asupra posibilităţilor tehnice şi a constrângerilor. Aplicaţiile pot include: sisteme de videoconferinţă, poşta electronică, grupuri de ştiri. Alte aplicaţii de tipul: Computer-Assisted Design / Computer – Assisted Manufacturing (CAD/CAM), Computer – Assisted Software Engineering (CASE), inginerie concurentă, managementul fluxului de lucru, învăţământ la distanţă, conferinţe în timp real etc.

La mijlocul anilor 1960, au apărut circuitele integrate şi a treia generaţie de sisteme de calcul, denumite DP – data processing, iar apoi au urmat: MIS – management information systems, IS – information systems şi IT – tehnologia informaţiei. IS s-a concentrat la început pe suportul organizaţional, dar s-a studiat şi posibilitatea managementului marilor proiecte. La începutul anilor 1970 a apărut SE – software engineering şi OA – Office Automation concentrate pe aplicaţii pentru proiecte şi grupuri mari. În cele din urmă OA nu a rezistat ca domeniu dar multe din caracteristici au fost preluate de alte discipline.

S-a studiat, de asemenea, modul în care un soft comercial poate fi folosit cu succes în cadrul unei organizaţii şi ce îmbunătăţiri sau module i se pot aduce pentru a satisface cerinţele acesteia. S-a studiat şi impactul implementării unui soft specializat în cadrul unui organizaţii


9

asupra angajaţilor, a modului şi a procedurilor de lucru, a creşterii de productivitate, scăderea timpului de lucru etc.

Aceste sisteme includ informaţii dintr-o arie mare de discipline şi de asemenea pot fi folosite şi adaptate pentru multe domenii. Este foarte important să se depăşească obstacolele privind percepţia şi priorităţile diferiţilor agenţi implicaţi, pentru a se ajunge la un limbaj comun.

De exemplu termenul de ”user” în domeniul HCI (Human – Computer Interaction) se referă la o persoană care utilizează un sistem de calcul, introduce informaţii şi comenzi în vederea realizării unei sarcini. În domeniul sistemelor informaţionale „utilizatorul” poate fi o persoană care nu interacţionează cu calculatorul. Pentru rezolvarea problemelor de acest tip s-au găsit soluţii de compromis, de exemplu „end user” pentru a descrie o persoană de la un terminal sau care comandă prin intermediul tastaturii.

Similar termenul „implementare” este sinonim cu dezvoltarea sau codarea în domeniul HCI dar în domeniul MIS descrie introducerea unui nou sistem în cadrul unei organizaţii.

În continuare a crescut interesul pentru aplicaţii destinate grupurilor mai mici. Având în vedere faptul că calculatoarele personale şi staţiile de lucru sunt conectate prin intermediul diferitelor tipuri de reţele, aceste mici grupuri şi companii au devenit potenţiali clienţi. Au fost realizate şi dezvoltate noi aplicaţii pentru a facilita comunicarea şi coordonarea. Simultan companiile de telecomunicaţii au mărit benzile de transmitere de date pentru dezvoltarea şi răspândirea acestor tehnologii.

Aplicaţiile pentru grupuri mici şi comunităţile IS au interese comune dar şi multe diferenţe. Grupurile mici se formează în general din nevoia de a aduna împreună oameni ce trebuie să comunice. În schimb sistemele organizaţionale se concentrează mai mult pe coordonare, deoarece coordonarea unor grupuri disipate este o problemă majoră la nivel organizaţional [38].

Membrii unui grup de obicei au acelaşi scopuri, ca rezultat, realizatorii produselor anticipează mici fricţiuni relative şi discordanţe între utilizatori şi preferă cooperarea pentru realizarea acestor scopuri.

Ce este un Groupware?

„Groupware” este o tehnologie proiectată şi dezvoltată pentru a facilita lucrul dintre diferite grupuri de persoane ce fac sau nu parte din cadrul unor firme sau organizaţii [32]. Această tehnologie poate fi folosită pentru a putea comunica, coopera, coordona, pentru a rezolva diferite probleme, pentru a negocia. În timp ce tehnologiile tradiţionale, de exemplu telefonul, a fost clasificat ca „groupware”, în momentul de faţă termenul este folosit atunci când ne referim la diferite tipuri de tehnologii legate de reţelele moderne de calculatoare, de exemplu e-mail, chat, videoconferinţe, newsgroup [78].

Există şi tendinţa concentrării „groupware”-ului pe tehnologii singulare, cu cerinţe relativ mai reduse de proiectare. „Groupware”-ul este situat la convergenţa funcţiilor amintite şi a tehnologiilor pentru materializarea acestora, respectiv:

• transmisia de mesaje,


10

• baze de date partajate şi conferenţiere electronică,

• flux de lucru.

Fiecare model tehnologic nu rezistă prin folosire exclusivă. Din aceasta reiese că aplicaţiile de grup impun şi necesită o gamă largă de combinaţii de tehnologii. Forţa unei platforme „groupware” constă în capacitatea de a suporta o migrare dinamică între şi prin toate modurile de lucru în grup: comunicaţie, cooperare şi coordonare.

„Groupware”-ul reprezintă o „platformă” ce realizează în mod simplu şi elegant convergenţa. O platformă „groupware” este reprezentativă doar prin integrarea celor 3 tehnologii amintite.

„Groupware”-ul trebuie să satisfacă următoarele funcţionalităţi:

• colecţie de obiecte - în care să poată fi stocate şi gestionate cunoştinţe, mesaje, documente, forme, memorii, rapoarte etc.

• model de acces şi distribuţie - să permită utilizatorilor să localizeze şi să disemineze informaţia;

• cadru de lucru pentru dezvoltarea de aplicaţii ce manipulează serviciile existente, situate pe un nivel inferior de stocare de obiecte, distribuţie şi acces.

Pentru a fi funcţionale într-un mediu şi cadru economico-organizaţional dat, sistemele şi platformele de dezvoltare a sistemelor cooperative trebuie să îndeplinească următoarele cerinţe generale:

• posibilitate de integrare cu resursele externe - originea informaţiei pentru colectivitatea ce cooperează este, în general, externă mediului „groupware” (exemple: instrumente pentru PC-uri, colecţii de informaţii din diverse baze de date relaţionate etc.);

• independenţa de platformă - aplicaţiile „groupware” debutează deseori ca implementări departamentale, rezultatele ulterioare putând fi extinse pe o arie mult mai largă; independenţa de platforma este un element de bază pentru a asigura o utilizare extinsă şi protecţia investiţiei;

• mobilitate - infrastructura „groupware” trebuie să poată suporta multe localizări dispersate geografic, incluzând o gamă eterogenă de echipamente;

• coexistenţa unor aplicaţii comune mai multor unităţi - relaţiile economice leagă partenerii economici ca actori principali în automatizarea proceselor de afaceri, necesitând abilitatea de a extinde facil aplicaţia iniţială prin adăugări succesive.

Proiectarea acestui tip de soft dedicat sistemelor cooperative implică înţelegerea grupurilor şi a modului în care se comportă oamenii în cadrul grupului. De asemenea, implică o bună înţelegere a tehnologiei şi a unor aspecte ale acesteia, de exemplu, întârzierile în cadrul modului sincron de lucru, cum afectează aceasta utilizatorul. Trebuie luat în considerare modul de comportament al utilizatorilor în funcţie de numărul acestora, într-un fel se comportă şi interacţionează de exemplu 100 de utilizatori şi în alt mod un grup format din 5 persoane, performanţa sistemului în funcţie de numărul de utilizatori.


11

Acest tip de soft oferă foarte multe avantaje faţă de cele pentru un singur utilizator:

• facilitează comunicarea, o face mai rapidă, mai uşoară şi mai convingătoare;

• reduce costurile privind transportul;

• pune în evidenţă multiple perspective;

• permite realizarea unui grup de discuţie, pentru realizarea unui scop comun;

• facilitează rezolvarea rapidă a problemelor;

• permite folosirea unor noi căi de comunicare;

• reduce timpul şi costul în coordonarea unui grup de lucru;

Acest tip de soft este mult mai greu de realizat decât software-ul tradiţional, acest tip de sisteme îşi pot atinge scopul doar dacă sunt adoptate de toate grupurile ţintă.

Aplicaţii de tip asincron:

• Poşta electronică (E-mail) se referă la facilităţile de schimb electronic de mesaje între utilizatori. Poşta electronică este un mediu foarte flexibil, una din caracteristicile ei este de trimitere a unui mesaj simultan, mai multor destinatari. Această caracteristică stă la baza operării sistemelor de liste de poştă (liste de discuţii), care reprezintă punctul de pornire al înfiinţării comunităţilor electronice. Listele de discuţii permit întâlnirea virtuală a oamenilor cu interese comune, schimburile de idei, circulaţia anunţurilor, ştirilor şi documentelor, împărtăşirea expertizelor proprii în rezolvarea problemelor comune. Abonarea la astfel de liste de discuţii se poate face fie fără nici o restricţie, fie în urma aprobării abonatului de responsabilul de listă (acest lucru a fost necesar, datorită subiectelor de interes restrâns ale unor liste sau al înfiinţării unor liste de discuţii cu cerc închis) [8].

• Grupurile de ştiri reprezintă un forum universal de discuţii pe teme specifice. Oamenii interesaţi de acest subiect pot „subscrie” la un grup de ştiri. Cei care au subscris la un grup pot folosi un program de citire de ştiri (de ex. Netscape) pentru a citi toate articolele (mesajele) trimise într-un grup de ştiri. De asemenea, oamenii pot trimite articole unui grup de ştiri; fiecare articol este transmis automat tuturor celor ce aparţin grupului respectiv. De fapt, un grup de ştiri este asemănător cu o listă de poştă electronică, dar intern, implementarea este alta. Numărul grupurilor de ştiri este atât de mare (peste 10.000), încât au trebuit ierarhizate, pentru facilitarea gestionării lor .

• Sisteme de tip „workflow”, permit ca documentele să fie repartizate în cadrul unei organizaţii printr-un proces specific. De exemplu, o astfel de aplicaţie permite unui angajat să transmită un raport de cheltuieli pentru a fi aprobat, raportul este primit de manager în format electronic, acesta îl aprobă, sistemul realizează o copie a documentului şi o arhivează, în timp ce documentul original este trimis la contabilitate. Acest tip de aplicaţie permite crearea şi repartizarea de formulare.


12

• Grupuri de tip calendar, permit planificarea, administrarea unui proiect, coordonarea mai multor angajaţi şi poate oferi şi planificarea şi coordonarea diferitelor echipamente. De asemenea, pot ajuta la localizarea anumitor persoane.

Aplicaţii în timp real:

• Shared whiteboards (tablă de lucru comună), permite mai multor persoane să vadă şi să deseneze pe acelaşi suport virtual chiar dacă sunt în locaţii diferite. Domeniile de aplicare sunt numeroase, de exemplu aplicaţii inginereşti, schiţe, desene etc. Ceea ce desenează sau scrie fiecare utilizator poate fi diferenţiat prin folosirea unor culori distincte [5]. (figura 2.1)

• Sisteme de comunicaţii video, oferă posibilitatea colaborării şi vizualizării partenerilor şi a proceselor vizate;

• Sisteme de tip Chat, permit comunicarea prin scris în timp real între mai multe persoane. Grupurile chat sunt listate în funcţie de numele camerei virtuale, al locaţiei, al numărului de persoane, liste de discuţii etc.

• Sisteme decizionale, proiectate pentru a facilita luarea unor decizii în cadrul grupului. Acestea oferă instrumente pentru discuţii în cadrul grupului, facilitează brainstormingul, oferă variante alternative, oferă un sistem de vot. Iniţial proiectate pentru a facilita întâlnirile, acum ele încurajează participarea directă şi egală a actorilor.

Fig. 2.1. - Exemplu de utilizare a tablei de lucru comune

Toate aceste sisteme de tip sincron şi asincron pot fi implementate în cadrul unei aplicaţii mai complexe care să conţină şi soft-urile specializate pentru proiectarea, analiza şi fabricaţia produselor facilitând astfel cooperarea dintre parteneri şi realizând astfel o parte din infrastructura necesară creării unui sistem cooperativ.


13

2.2. Tipuri de sisteme cooperative şi clasificarea lor.

Putem clasifica sistemele cooperative astfel:

a. Din punct de vedere cronologic sistemele cooperative pot fi încadrate în mai multe generaţii.

a.1. Originea lor se află în GDS – uri, care pot fi considerate ca o primă generaţie şi se bazează pe informatica clasică, algoritmică. Aceste sisteme se caracterizează prin faptul că necesită un suport informatic şi de comunicare deosebit atât din punct de vedere hard (sisteme de videoconferinţe, comunicare prin diferite medii cum ar fi voce, hârtie, fax, telefon, reţele de calculatoare etc.), dar mai ales soft. În ultimii 10 – 15 ani s-au dezvoltat un număr însemnat de produse soft specializate în acest domeniu, prezentate pe larg în literatura de specialitate.

a.2. A doua generaţie bazată pe inteligenţa artificială.

La început s-a insistat asupra reprezentării cunoştinţelor precum şi a sistemelor informaţionale inteligente, generale. Ulterior s-a trecut la utilizarea pe scara largă a inteligenţei artificiale aplicate. Astăzi, alături de sisteme expert, care se consideră componenta clasică a inteligenţei artificiale aplicate, se utilizează extensiv reţelele neuronale, algoritmii genetici, precum şi sistemele inteligente hibride .

a.3. Generaţia actuală şi viitoare bazată pe inteligenţa artificială distribuită denumită şi a agenţilor inteligenţi şi a holonilor.

Datorită extinderii Internet-ului problemele s-au diversificat apărând alte noi direcţii în management şi afaceri. Dacă la început Internet – ul şi Web – ul se utilizau mai ales pentru probleme academice şi de cercetare, din anul 1997 ponderea utilizării s-a mutat în probleme de afaceri. Afacerile distribuite în reţea, precum şi comerţul electronic au dus la noi modele de afaceri care vor avea semnificaţii deosebite în viitor. Aceste modificări generează la rândul lor modificări în strategiile firmelor, a modurilor lor de organizare dar şi a sistemelor informaţionale aferente [41].

Ca rezultat al acestui mod de afaceri, dar şi a facilităţilor oferite de Internet, au apărut firmele distribuite şi virtuale. Managementul acestor firme cere o nouă generaţie de sisteme informaţionale şi de asistare. La început, acest suport a apărut sub forma bazelor de date distribuite, dar ulterior s-a pus problema distribuirii proceselor precum şi a managementului întregului sistem informaţional.

O altă etapă din domeniul managementului, care a impus şi impune în continuare sistemele cooperative şi duce în mod inevitabil la schimbarea generaţiei de sisteme suport este aceea a întreprinderilor inteligente. Apariţia unei noi generaţii este impusă de faptul că, după cum este cunoscut, rezolvarea acestor probleme în cadrul mediilor clasice de inteligenţă artificială este deosebit de dificilă.


14

b. Sistemele cooperative sunt în general, clasificate după următoarele criterii:

b.1 din punctul de vedere al dimensiunii aplicaţiilor cuprinse:

• aplicaţii pentru grupuri mari, ce lucrează în domeniul public, administrativ, economico-social şi întreprinderi presupunând: săli de conferinţe electronice; sisteme de automatizare a fluxurilor de producţie;

• aplicaţii pentru grupuri mici (3-10 utilizatori), cu posibilităţi de: conferenţiere la postul de lucru (desktop conferencing); elaborarea aplicaţiilor în cooperare (elaborare cooperativă).

b.2 în funcţie de timpul în care se desfăşoară activitatea de cooperare:

• în timp real (sincron) - comunicaţia are loc în acelaşi timp (de exemplu videoconferinţe);

• în timpi diferiţi (asincron) - comunicaţia are loc în timpi diferiţi (de exemplu e-mail).

b.3 după amplasarea utilizatorilor de sisteme:

• locaţii unice (face to face) - personalul cooperant coexista în cadrul aceluiaşi loc de muncă;

• locaţii diferite (distribuite) - participanţii la cooperare sunt dispersaţi geografic.

Din analiza comparativă a modurilor de abordare a dezvoltării sistemelor cooperative, respectiv pentru aplicaţii mici de grup sau pachete de programe dedicate (specifică SUA) şi dezvoltarea de proiecte mari cu implicaţii organizatorice (specifică Europei) se pot observa următoarele:

a. aplicaţiile sistemelor cooperative pentru grupuri mici presupun dezvoltarea cu prioritate a sistemelor de comunicaţie cu tehnologiile aferente, care creează o cerere crescută de benzi de lucru, video, multimedia etc. Proiectele mari de dezvoltare a sistemele cooperative au ca obiective prioritare coordonarea şi urmărirea principalelor grupuri care conlucrează la realizarea aceluiaşi obiectiv. Coordonarea eforturilor diferitelor grupuri reprezintă o problemă majoră la nivelul unei organizaţii economico-sociale sau administrative [41].

b. aplicaţiile mici de grup sunt mai mult dedicate interfeţei om-calculator, în timp ce sistemele informatice cooperative organizaţionale sunt axate, mai ales, pe funcţionalitate, unde apar probleme foarte dificile, impuse de cerinţele sistemului.

c. utilizatorii de aplicaţii „single-user” îşi împart sarcinile, între scopurile utilizatorilor finali, diferenţele fiind minore.

d. în privinţa destinaţiei şi a comercializării, diferenţele sunt evidente pentru cele două tipuri de aplicaţii. Pentru aplicaţiile mici de grup, cercetarea şi dezvoltarea sunt foarte dependente, cercetarea fiind influenţată direct de cerinţele imediate ale utilizatorilor.


15

Pentru proiectele mari, organizaţionale, cercetarea este sponsorizată, în mare parte, de guvernele ţărilor respective şi de aceea sprijinul industriei şi al utilizatorului final este foarte important pentru a reuşi implementarea principalelor aplicaţii şi cerinţe.

Sistemele cooperative includ, în prezent, în special, următoarele tipuri de aplicaţii cu caracter general:

• transmisii de la şi între PC-uri;

• poşta electronică şi extensii;

• sisteme de teleconferinţă;

• conferinţe în timp real;

• camere de instruire electronică sau sisteme de grup;

• sisteme de învăţare la distanţă;

• sisteme de publicare de referinţe;

• sisteme decizionale;

• sisteme de proiectare, analiză şi fabricaţie a produselor;

• baze de date distribuite;

• sisteme de securitate;

• sisteme de gestionare a resurselor;

• sisteme de administrare a activităţilor.

2.3. Sistemele cooperative, origine a constituirii întreprinderilor virtuale

În prezent sistemele cooperative cunosc o dezvoltare rapidă, în special datorită noilor

progrese tehnologice în sfera comunicaţiei, precum şi datorită posibilităţilor de acces, partajare şi gestiune interactivă a cunoştinţelor prin folosirea bazelor de date partajate [41].

Raţiunea principală în studiul sistemelor cooperative este descoperirea căilor de utilizare a tehnologiei de calcul, pentru a da posibilitatea lucrului în grup, într-un spaţiu şi timp definit.

Practic, studiul sistemelor cooperative are ca obiective principale de investigaţie aspectele legate de modalităţile de lucru între persoane ce conlucrează la rezolvarea unor sarcini concrete, asistaţi de calculator, şi impactul social al activităţii de cooperare, susţinută de tehnologia de calcul asupra utilizatorilor ce cooperează folosind această tehnologie.

Sistemele cooperative reprezintă un domeniu în care cercetătorii şi proiectanţii participanţi la cooperare pot partaja experienţele, informând alte persoane despre posibilităţi tehnice, cerinţe şi restricţii etc.


16

Utilizarea sistemelor cooperative permite folosirea unor surse mari de informaţie, precum şi găsirea unor căi de rezolvare a conflictelor între priorităţile diverselor persoane participante la cooperare şi a unor moduri de lucru, avantajoase pentru fiecare din părţi.

Direcţiile de dezvoltare a sistemelor cooperative se suprapun, în general, cu nucleele mari de cercetare-experimentare, dar prezintă diferenţe esenţiale privind destinaţia şi comercializarea.

În SUA, domeniul s-a dezvoltat ca un subdomeniu al HCI (Human – Computer Interaction), sprijinit de companiile de calculatoare şi realizare software, ce au dezvoltat aplicaţiile „single-user” (utilizator unic), în sensul aplicaţiilor pentru grupuri mici de lucru, aparţinând aceleiaşi organizaţii, sau pachete de programe dedicate. Aceasta se datorează faptului că, în SUA, cercetarea în laboratoarele industriei informatice şi în cele ale universităţilor este foarte influenţată de cerinţele imediate ale utilizatorilor.

În Europa, dezvoltarea se îndreaptă către proiecte mari, cu implicaţii organizatorice. Aceasta deoarece cercetarea este sponsorizată, în mare parte, pe linie guvernamentală, iar cercetarea academica are ca scop final aplicaţii în industrie.

În Europa, domeniul sistemelor cooperative este susţinut printr-o mare diversitate de granturi guvernamentale. Proiectele majore din Uniunea Europeană sunt finanţate prin intermediul Programelor ESPRIT (European Strategic Programs for Research and Development in Information Technology) şi RACE (Research and Development in Advance Communication Technology). Ele reunesc cercetători şi elaboratori din diverse ţări şi parteneri atât din sfera academică, cât şi din zona industrială.

Anumite proiecte necesită un mod de lucru în echipă foarte bine închegat, altele pot fi realizate cu eforturi independente de fiecare parte. Aceste proiecte reprezintă adevărate exerciţii de lucru cooperativ, al căror conţinut îl reprezintă cercetarea şi dezvoltarea sistemelor cooperative.

Proiectul CO-TECH dezvoltat în cadrul COST (Cooperation in Science and Technology) reprezintă un efort de a realiza cooperarea între cercetători şi elaboratori din ţările Uniunii Europene. Acesta propune o finanţare pentru organizarea şi desfăşurarea de întâlniri, nu numai cu scopuri stricte de cercetare, şi a avut succes în constituirea unor serii de comunităţi.

Multe guverne europene au instituţii şi laboratoare proprii în care se desfăşoară activităţi de cercetare având ca obiectiv activităţi administrativ – guvernamentale. În acest sens, trebuie menţionat efortul important al Germaniei pentru dezvoltarea unei infrastructuri care să permită o legătură informaţională între activităţile guvernamentale ce se vor desfăşura în viitor atât la Bonn, cât şi la Berlin.

Diferenţele între Europa şi SUA sunt parţial estompate în Anglia. Datorită utilizării aceleiaşi limbi şi a unei culturi comune, anumite companii din SUA au laboratoare de cercetare în Anglia (un exemplu concludent este Centrul de Cercetări din Cambridge: Euro Park, al Companiei Rank Xerox).

În Japonia, dezvoltarea sistemelor cooperative este similară cu cea din SUA, pornind de la o dezvoltare adecvată de produse comerciale, prin includerea componentelor de comunicaţie, cu tendinţa însă de migrare către modul european de abordare.


17

În prezent, dezvoltarea sistemelor cooperative capătă noi dimensiuni prin utilizarea World Wide Web (Web sau WWW) ca bază tehnologică pentru arhitectura acestora.

WWW este caracterizat printr-un set de protocoale ce operează pe Internet sau pe Intranet, respectiv pe reţele TCP/IP publice sau interne ale organizaţiilor.

Avantajele utilizării Web-ului ca suport pentru sistemele cooperative, WWW reprezentând cel mai utilizat sistem hipermedia distribuit, precum şi sistemul de distribuţie a informaţiei multimedia cu cea mai rapidă creştere din industria informatică, ce funcţionează pe infrastructura reţelelor deschise TCP / IP Internet / Intranet în arhitectura client server, fac ca Intranet-ul să reprezinte o paradigmă pentru infrastructura viitoarelor sisteme organizaţionale.

Deoarece Intranet-urile se bazează pe aceleaşi standarde de protocoale şi tehnologii independente Internet, ele sunt accesibile fiecărui membru din cadrul organizaţiei, independent de platforma hardware.

Intranet-urile ce operează pe reţele deschise TCP / IP, permit societăţilor comerciale să utilizeze aceleaşi tipuri de servere şi browsere folosite pentru World Wide Web în aplicaţiile interne, distribuite prin intermediul reţelelor locale (LAN) ale societăţii.

Pentru utilizarea şi dezvoltarea sistemelor de lucru în cooperare asistată de calculator trebuie avute în vedere următoarele elemente cheie:

• conştientizarea şi specificarea grupului;

• spaţiul, colecţiile şi tipurile de informaţii partajate;

• modalităţile şi tipurile de comunicaţie;

• cunoaşterea facilităţilor mediului de dezvoltare;

• interfeţele multiutilizator;

• controlul lucrului concurent;

• coordonarea în cadrul grupului;

Cerinţele funcţionale, specifice pentru sistemele cooperative la nivel de grupe de lucru sunt următoarele:

• să permită conlucrarea sistemelor de operare la nivel de client, reţea şi server;

• să permită lucrul în regim mobil şi la distanţă;

• să asigure interactivitatea între unităţi economice diferite.

O infrastructură completă pentru un sistem cooperativ trebuie să îmbine tehnologiile modului de lucru în cooperare asistată de calculator (comunicaţie, colaborare, coordonare) şi să creeze o legătură între ele, realizând un întreg mult mai complex decât suma celor trei. Infrastructura sistemului cooperativ trebuie să fie destul de flexibilă pentru a permite utilizatorilor extinderea cerinţelor specifice.

Se observă astăzi o mare diversitate de căi de abordare, în special, datorită dinamicii tehnologiei şi a posibilităţilor nebănuite de utilizare în domenii diferite.


18

Sistemele cooperative nu reprezintă un domeniu strict delimitat, în sensul unei realizări comune, ci un mozaic de componente.

1. Considerând că un sistem de cooperare asistată de calculator reprezintă un suport pentru o asistare corespunzătoare a muncii individuale în cadrul unei colectivităţi, se ajunge la concluzia că sistemul cooperativ reprezintă o integrare a următoarelor funcţii şi tehnologii:

• comunicaţie - prin schimb de mesaje;

• cooperare - prin punerea la dispoziţie a unui spaţiu mare de lucru, partajat virtual;

• coordonare - prin adăugare la structurile proceselor economice, a atributelor de comunicaţie şi de cooperare, în vederea posibilităţii implementării politicilor unor unităţi economice sau administrative.

2. Cerinţele la nivelul componentelor de comunicaţie, colaborare şi automatizare a fluxului de lucru a sistemului cooperativ pentru asigurarea cooperării în unităţi organizaţionale:

• cerinţele pentru comunicaţie şi cooperare sunt distincte. Mesageria electronică de una singura nu prezintă suficiente facilităţi pentru procesul de cooperare. Tehnologia bazelor de date utilizează modelul „tragere” (pull) pentru distribuţia informaţiei, ceea ce implică utilizatorii în procesele de cooperare;

• cooperarea necesită un sistem ce combina modelele „push” şi „pull” şi un cadru robust pentru exploatarea multiplelor căi pe care utilizatorii le necesită pentru a comunica şi coopera;

• baza de date partajată este esenţială pentru lucrul în cooperare, vederi partajate şi pentru cristalizarea informaţiei existente în cunoaşterea organizaţională; o cale pentru realizarea integrării modelelor „push” şi „pull” este realizată prin instrumentele ce permit o utilizare coordonată a mesageriei şi a tehnologiei bazelor de date partajate.

3. Pentru procesele economice, în care apar atât activităţi structurate, cât şi nestructurate, se pot trage următoarele concluzii privind cerinţele funcţionale, legate de modalităţile de lucru:

a. desfăşurarea reală a lucrului implică o mişcare dinamică între activităţi structurate - nestructurate, precum şi între activităţi predefinite şi ad-hoc. Aceasta necesită utilizarea unui model integrat push / pull pentru a permite persoanelor să se mute de la un tip de lucru la următorul, în cursul unei desfăşurări normale a procesului de lucru.

b. activităţile structurate, predefinite în grup, pot fi utilizate prin programarea de aplicaţii de automatizare a fluxului de lucru. Acestea, în funcţie de tehnologia folosită, sunt de două tipuri de bază:

prin „routare”, cele bazate pe tehnologia mesageriei electronice; prin „tragere”, cele bazate pe tehnologia bazelor de date partajate.


19

Integrarea celor două moduri de abordare privind automatizarea fluxului de lucru, se realizează prin dezvoltarea unui cadru integrat de dezvoltare de aplicaţii ce exploatează atât serviciile oferite de mesageria electronică, cât şi cele prezentate de bazele de date partajate.

c. mediul de dezvoltare de aplicaţii reprezintă componenta de bază a arhitecturii unui sistem cooperativ. Cheia pentru dezvoltarea unor aplicaţii puternice având ca obiectiv automatizarea fluxului de lucru constă în existenta unui mediu de dezvoltare de aplicaţii, integrat ca o componentă a sistemului de automatizare a fluxului de lucru.

4. În etapa actuală, utilizarea explozivă a sistemelor client / server la nivel organizaţional bazate pe tehnologia Internet – Intranet – Extranet conduce la o redefinire a arhitecturii sistemelor de cooperare asistată de calculator, pentru unităţi organizaţionale. Aplicaţiile pentru unităţi economico-administrative, bazate pe tehnologia Web, au revoluţionat comunicaţia şi cooperarea din cadrul acestora. Intranet-urile ce operează pe reţele deschise TCP / IP, permit societăţilor comerciale să utilizeze aceleaşi tipuri de servere şi „browsere” folosite pentru World Wide Web în aplicaţii interne distribuite prin intermediul reţelelor locale (LAN) ale societăţii. Deoarece Intranet-urile se bazează pe aceleaşi standarde de protocoale şi tehnologii independente Internet, ele sunt accesibile fiecărui membru din cadrul organizaţiei, fără a ţine seama de alegerea platformei hardware. Serverele Intranet permit o reală funcţionalitate economică şi o cooperare eficientă între colectivitatea unei unităţi organizaţionale. Astfel, ele fac posibilă:

• publicarea / difuzarea de informaţii;

• procesarea datelor;

• execuţia aplicaţiilor având ca suport baze de date;

• colaborarea eficientă între personalul societăţii;

• colaborarea cu furnizorii şi clienţii societăţii.

Noi tehnologii şi aplicaţii:

• medii de proiectare virtuală, în care proiectanţii vor putea să configureze propriile seturi de instrumente adaptate la sarcinile de îndeplinit, acestea pot fi accesate prin intermediul Internetului de către toţi inginerii implicaţi în proiectul respectiv, sau pot fi accesate prin Intranetul organizaţiei. Acest mediu de proiectare virtuală va fi mult mai uşor de folosit, va permite accesul la multe documente de specialitate, se vor putea schimba date şi fişiere într-un nou mod, printr-un format neutru şi securizat, astfel se vor înlătura problemele existente în schimbul de fişiere dintre diferitele soft-uri de proiectare şi fabricaţie. Acest tip de sistem presupune existenţa unui puternic motor de căutare, sortare şi indexare. Un astfel de sistem este WELD (Web-based Electronic Systems Design).

• Medii colaborative de prototipare virtuală, acestea presupun lucrul în echipe specializate, distribuite geografic, aceste medii asigură şi contactul vizual cu ceilalţi actori implicaţi, combinat cu instrumente de comunicaţie sofisticate.


20

Aceste medii asigura colaborarea între mai mulţi utilizatori şi mai multe aplicaţii în mediu 3D. În acest model, obiectele 3D pot fi văzute simultan de mai mulţi utilizatori, aceştia pot interacţiona şi pot comunica în timp real, se poate modela, remodela şi evalua respectivul proiect [10].

• Digital engineering libraries (librării digitale în domeniul ingineriei), sunt foarte importante în cadrul sistemelor de inginerie colaborativă. Aceste biblioteci on-line vor stoca şi organiza informaţii în legătură cu tipul produselor, funcţii şi diverse specificaţii. Este necesară o clasificare şi sistematizare a cunoştinţelor inginereşti. Fiecare produs va fi reprezentat prin modele multiple în diferite faze de abstractizare şi acordat pentru diferite aplicaţii. Aceste modele pot fi scrise în diferite limbaje şi reprezentate în diferite forme. Instrumentele de vizualizare integrate cu motoarele de căutare vor ajuta proiectantul să parcurgă o paletă largă de informaţii. Pe lângă aceasta, un inginer va avea nevoie de un sistem inteligent de căutare şi explorare a bibliotecilor astfel încât modelul găsit să corespundă cerinţelor.

2.4. Domenii de utilizare şi aplicaţii

2.4.1. Domenii de utilizare

Realizarea produsului conform cerinţelor pieţei şi aducerea acestuia pe piaţă la momentul potrivit, la un preţ competitiv presupune o bună cooperare între organizaţiile implicate (asociaţi, consumatori, furnizori, consultanţi, experţi în logistică etc.) şi folosirea unor sisteme de colaborare performante pentru realizarea acestor scopuri. Aceste sisteme cooperative trebuie să fie capabile să asigure colaborarea între diferite discipline şi tehnologii, de preferat în timp real. Sistemele cooperative sunt folosite cu succes în domeniul ingineriei, economic, sănătate, transporturi etc.

Soft-uri: AutoVue SolidModel Professional for Java permite:

• vizualizarea rotirea, transformarea, măsurarea precisă a unor piese şi ansambluri modelate în CATIA, Pro/E, Unigraphics, SolidWorks, Solid Edge, Autodesk Inventor şi Mechanical Desktop, DirectModel JT, VDA-FS, STEP, STL şi alte formate 3D;

• vizualizarea unor piese şi ansambluri din AutoCAD, MicroStation, Cadkey, ME10, HPGL, IGES, şi alte formate 2D sau vederi 2D preluate din modelele 3D ale unor soft-uri;

• folosirea în cadrul sistemului a soft-urilor de tipul: MS Office, Visio, Adobe PDF, PostScript, WordPerfect;


21

• clienţii sunt capabili să contacteze persoanele implicate în cadrul proiectului, pot programa întâlniri on-line fără a părăsi mediu propriu de lucru;

Fig.2.2. – Interfaţa sistemului AutoVue SolidModel Professional

Fig.2.3. – Exemplu de utilizare a sistemului AutoVue SolidModel Professional

• se pot vedea, manipula, marca interactiv orice tip de document în mai mult de 200 de formate suportate de acest sistem;

• se pot corecta, discuta anumite idei şi probleme, se pot coordona activităţi, toate în timp real, fiecare utilizator este identificat şi în cazul în care se doreşte marcarea anumitor parţi ale piesei acesta are o culoare predefinită de marcare.

Colaborarea în timp real, în sistemul AutoVue SolidModel Professional presupune: întâlnirea actorilor implicaţi, posibilitatea de a vedea în timp real desenele sau schiţele, posibilitatea de a marca zonele din desen cu posibile probleme, posibilitatea de a comunica prin intermediul chat – ului [66].

Tango

• este un sistem cooperativ bazat pe Java;

• permite atât colaborarea sincronă cât şi asincronă;

• permite integrarea mai multor genuri de aplicaţii;

• este focalizat pe www.

http://trurl.npac.syr.edu/tango


22

ISAAC

• permite atât colaborarea sincronă cât şi asincronă;

• face colaborarea asistată de calculator mai naturală, mai puternică şi mai receptivă la mai multe moduri de comunicare necesare utilizatorilor;

Workplace

• permite colaborarea în timp real cât şi cea asincronă;

• sistemul se bazează pe camere virtuale de colaborare;

• camerele virtuale oferă instrumente de colaborare adecvate cu nevoile utilizatorilor;

• permite integrarea mai multor tipuri de aplicaţii;

• pune la dispoziţia utilizatorilor o bază de date cu acces în funcţie de nivelul de securitate al datelor;

Mushroom

• spaţiul de lucru este adaptat conceptului multimedia;

• are la bază Java;

• prezintă camere virtuale pentru lucrul pe echipe şi între echipe;

• prezintă instrumente pentru managementul activităţilor;

• camerele virtuale se pot personaliza în funcţie de utilizator şi de cerinţele acestuia;

• sistemul este concentrat pe securitatea documentelor;

• este un sistem dinamic, permite crearea, inserarea şi manipularea diferitelor obiecte în timp real [69].

Toate aceste aplicaţii sunt folosite cu preponderenţă în domeniul ingineriei, în particular pe diferite specializări: mecanic, electric, transporturi, construcţii etc. Un dezavantaj major al acestor aplicaţii este acela că asigură doar vizualizarea pieselor şi ansamblurilor. De exemplu într-o colaborare între 2 echipe de cercetare dispersate geografic, dacă prima foloseşte pentru a proiecta anumite componente soft-ul CATIA, iar cea de-a doua Unigraphics, aceasta poate doar vizualiza realizările primei echipe fără a putea modifica, eventual poate face unele observaţii ce vor putea fi efectuate în sistemul iniţial.

2.4.2. Tipuri de relaţii în cadrul întreprinderii virtuale

Marketingul relaţiilor este ansamblul de principii, modele, măsuri care au ca scop selectarea, iniţierea, managementul şi controlul pe termen lung al relaţiilor de afaceri şi cuprinde în afară de relaţiile cu clienţii toate relaţiile externe ale firmei. Bineînţeles firmele trebuie să acorde atenţie şi relaţiilor interne. Marketingul relaţiilor cuprinde următoarele câmpuri:

http://www.ncsa.uiuc.edu/SDG/Projects/ISAAC/

http://www.teamwave.com/

http://www.dcs.qmw.ac.uk/research/distrib/Mushroom


23

• Relaţii orizontale – se referă la diferitele componente ale societăţii – investitori, acţionari, concurenţi, instituţii;

• Relaţii verticale – cu furnizori, intermediari, distribiutori, clienţi;

precum şi: • Relaţii externe – care cuprind toate relaţiile externe ale firmei, sau în sens

mai restrâns relaţiile cu clienţii sau consumatorii finali;

• Relaţiile interne – relaţiile cu interiorul organizaţiei – marketingul intern vizând angajaţii.

B2B este un acronim care se referă la comerţul electronic Business to Business. Comerţul electronic Business to Business ia forma proceselor automate între partenerii de afaceri şi se realizează într-un volum mult mai mare decât aplicaţiile Business to Customer.

B2B descrie orice relaţie între o firmă care vinde produse sau oferă servicii unei alte firme şi firma care cumpără produsul sau serviciul. Software-ul B2B permite companiilor să administreze integrarea şi automatizarea proceselor cu furnizori cheie, parteneri şi clienţi via Internet. Aceasta se poate realiza permiţând sistemelor informaţionale noi şi celor deja existente să comunice între ele într-un limbaj comun.

Principalele avantaje ale relaţiei B2B:

• reducerea costurilor;

• creşterea eficienţei şi a vânzărilor;

• mai bună relaţie cu partenerii.

B2C este o abreviere de la Business-to-Costumer electronic commerce. Poate fi recunoscut prin formele de adresare publică ale comerţului electronic precum magazinele web.

Comerţul electronic este înţeles în general ca vânzarea unor bunuri şi servicii „consumatorilor finali”. Aceasta nu este însă cea mai importantă parte a afacerilor on-line. Este de asemenea, adesea considerat fără succes pentru simplul motiv că ţintele au fost fixate prea sus, se doreşte o realizare a acestora prea devreme şi pentru că nenumăratele încercări au fost prost planificate şi administrate. O astfel de relaţie nu este uşor de realizat deoarece vânzarea on-line nu funcţionează decât dacă este bine integrată cu logistică, cumpărare etc.

B2E este un acronim care se referă la comerţul electronic business-to-employee, o reţea internă întreprinderii care permite companiei să furnizeze produse şi/sau servicii angajaţilor. În mod curent, companiile folosesc reţelele B2E pentru automatizarea proceselor legate de angajaţi [44].

Exemple de aplicaţii ale B2E:

• Managementul poliţelor de asigurare on-line;

• Diseminarea anunţurilor care ţin de corporaţie;

• Cereri de aprovizionare on-line;

• Oferte speciale de angajare.


24

În cadrul relaţiilor de tipul IntraBusiness din cadrul comerţului electronic se regăsesc:

• Activităţile IntraBusiness de e-Commerce din cadrul unei organizaţii sunt:

între companie şi angajaţii săi; între compartimente din cadrul companiei; între angajaţii aceleiaşi companii.

• Business-to-employees (B2E)—intrabusiness prin care o companie furnizează produse şi servicii angajaţilor ei:

pregătire şi educaţie furnizată prin intermediul reţelelor intranet; comenzi electronice pentru aprovizionare şi materiale necesare

desfăşurării activităţii; cumpărarea cu discount a asigurărilor, biletelor de călătorie etc., prin

Intranet – ul companiei; magazinele corporaţiei vând produsele companiei cu discount; compania publică informaţii pe reţeaua internă; angajaţii obţin unele avantaje în plus, urmează cursuri etc.

Aplicaţiile reprezentative ale B2E includ:

• oferirea de unelte electronice de comunicare pentru reprezentanţii domeniului;

• instruire şi educaţie prin reţeaua Intranet;

• utilizarea cataloagelor electronice şi a formularelor de comandă de către posibilul client;

• instrumente electronice pentru comunicare, colaborare şi informare;

• sisteme pentru diseminarea informaţiilor sau care permit angajaţilor să-şi administreze avantajele via intranet.

Activităţi între diferitele compartimente ale întreprinderii: companiile mari sunt alcătuite din compartimente independente care „vând” sau „cumpără” materiale, produse şi servicii unele de la altele. Aceste tranzacţii pot fi realizate cu uşurinţă prin Internet;

• companiile deţin reţele construite pentru a face legătura între distribuitorii companiei;

• suport pentru comunicaţii;

• colaborare;

• executarea tranzacţiilor;

Activităţi care se desfăşoară între angajaţii întreprinderii: marile organizaţii au posibilitatea de a adăuga pe reţeaua intranet a unei aplicaţii de mică publicitate prin care angajaţii pot cumpăra şi vinde produse şi servicii unii de la alţii;

• se poate realiza interconectarea Intranet – urilor pentru a creşte aria de expunere.


25

• angajaţii colaborează şi comunică folosind tehnologiile comerţului electronic

C2C (customer-to-customer) – acest tip de relaţie este mai vechi decât e-bussiness, se referă la relaţiile între clienţi.

C2B (customer-to-business) - este un acronim care se referă la activitatea desfăşurată de client: de a verifica, compara, analiza calităţii şi a preţurilor înainte de a cumpăra sau a semna o colaborare.

Alte tipuri de relaţii:

B2G este un acronim care se referă la reţelele de comerţ electronic business to government care permite companiilor să lanseze oferte la licitaţiile lansate de stat prin RFP.

RFP este tot un acronim pentru Request For Proposal, un termen care se referă la o cerere de oferte pentru un anumit produs sau serviciu. Mai este cunoscut şi sub denumirea de RFQ (request for quotation). Un RFP cere de obicei mai mult decât un preţ, incluzând şi informaţii generale despre corporaţie, informaţii şi documente financiare, şi istoricul corporaţiei.

B2X este un acronim care se referă la reţelele de comerţ electronic business to exchange care conectează companiile la site-urile şi serviciile B2B. Aceasta permite unei companii să evalueze multe alternative de servicii B2B pentru soluţia sau preţul optim.

B2A este un acronim ce se referă la relaţiile organizaţiei cu administraţia locală şi guvernamentală.

C2A este un acronim care se referă la relaţiile clientului cu administraţia.

Fig.2.4. – Tipuri de relaţii

În figura 4 am prezentat principalele tipuri de relaţii ce se desfăşoară în cadrul unei organizaţii şi între diferite organizaţii şi instituţii. Figura conţine arhitectura simplificată a două organizaţii, clienţii acestora şi diferite instituţii. Astfel între aceste organizaţii se


26

formează o relaţie B2B, în cadrul acestora există relaţii de tip Intrabusiness: B2E, E2E etc. Relaţia cu clienţii este de tipul B2C , iar reversul acesteia C2B. Relaţiile între organizaţie şi diversele instituţii pot fi de tipul B2G sau B2A. De asemenea şi clientul are o relaţie directă cu administraţia, de tip C2A.

2.4.3. Managementul datelor de produs

La sfârşitul anilor 1980 companiile de soft au introdus prima generaţie de sisteme PDM (Product Data Management – Managementul datelor de produs). Acest tip de sisteme a apărut ca o necesitate a marilor companii care datorită dezvoltării continue nu-şi mai puteau coordona şi conduce eficient activitatea. Unele firme de soft au avut tendinţa iniţial de a oferi soluţii PDM separat, dar majoritatea au preferat să le ofere împreună cu softul de tip CAD – CAM – CAE , datorită greutăţilor de integrare al acestui tip de soft cu cele deţinute de organizaţia client. Astfel firmele de soft au preferat să integreze aceste sisteme cu cele de tip CAD – CAM – CAE şi să le ofere clienţilor mai vechi [73] [1]. La baza PDM stă o bază de date de tip RDBMS (Relational Database Management System – Sistem de administrare a bazelor de date relaţionate). Baza de date este folosită pentru a fi înregistrate piese şi relaţiile dintre fişierele acestor piese. Sistemele PDM oferă securitate sporită a datelor, stocarea fişierelor, clasificare, notificare, control şi diverse aplicaţii pentru procese specific inginereşti. Un punct comun al primelor sisteme PDM a fost administrarea datelor de produs încă din punctul iniţial, până la fabricaţie şi apoi până la uzura morală a produsului. Astfel se poate observa că primele sisteme PDM au avut ca obiectiv principal fabricaţia.

În ultimii ani, momentul de apariţie pe piaţă cu un nou produs a devenit foarte important pentru majoritatea companiilor. Astfel s-a simţit nevoia de a reduce timpul dintre punctul de pornire al proiectului şi livrarea produsului, prin diverse tehnici specifice ingineriei concurente. A doua generaţie de sisteme PDM a reuşit să integreze aceste cerinţe oferind utilizatorilor un suport pentru întregul ciclu de realizare al produselor. Aceste sisteme permit folosirea elementelor specifice ingineriei concurente, pot administra şi fazele intermediare ale proiectului: proiectarea prototipului, fabricarea şi testarea acestuia etc. [47].

Sistemele PDM realizează mai multe copii ale principalelor documente, acestea pot fi accesate de către utilizatorii interesaţi. În momentul în care se face o modificare în cadrul unui fişier, modificarea este înregistrată (persoana, data, motivul), şi se realizează un nou fişier cu aceste modificări , păstrându-se totodată şi varianta originală. Acesta este principalul principiu care stă la baza PDM.

Conceptul de PDM pentru o mai bună înţelegere poate fi separat în „Data Management”- administrarea datelor şi „Process Management” – administrarea proceselor.

a. Administrarea datelor

Sistemul de administrare a datelor controlează lucrul cu documentele firmei, oferind informaţii complete cu privire la piesele aflate în stadiu de proiect, dimensiunile viitoarei piese, greutate, locul unde va fi folosită etc. Acest sistem este capabil să relaţioneze toate aceste informaţii aflate în baza de date. Administrarea datelor presupune:


27

• Clasificarea componentelor. În cadrul sistemelor PDM clasificarea este o funcţie fundamentală. Clasificarea componentelor se poate face în funcţie de caracteristicile elementelor, care vor fi introduse în baza de date pe clase. La rândul lor aceste clase pot fi reunite pe grupe de clase şi familii de piese. Astfel, lucrătorii companiei pot organiza şi ierarhiza mai eficient informaţiile care se vor regăsi în caz de necesitate mult mai uşor. Fiecare piesă poate avea propriile sale atribute şi caracteristici.

• Clasificarea documentelor. Documentele aflate în strânsă legătură cu componentele pot fi clasificate în mod similar, de exemplu pot fi clase de tipul: „schiţe”, „modele 3D”, „publicaţii tehnice” etc. Fiecare document poate avea propriul set de atribute: piesă, număr, autor, data introducerii în sistem şi în acelaşi timp poate fi menţinută relaţionarea cu propriile componente. De exemplu pentru un rulment se pot extrage informaţii de tipul: schiţe 2D, modelul 3D, fişiere cu analiza prin element finit, modificările suferite în timp, autorul, date tehnice etc.

• Structura produsului. Baza de date poate fi accesată şi din punct de vedere al produsului văzut ca ansamblu. Se pot vedea părţile componente ale ansamblului, materialele folosite pentru fiecare piesă, detalii de fabricaţie, detalii financiare, furnizori, data livrării, întreţinere şi documentaţie. Astfel, un specialist dintr-un anumit domeniu poate vedea datele produsului respectiv din propriul punct de vedere şi conform pregătirii sale.

b. Administrarea proceselor, reprezintă controlul asupra modului în care angajaţii unei organizaţii introduc, modifică şi accesează baza de date. Acest mod de lucru presupune trei funcţii principale:

b.1 Administrarea modului de lucru, presupune controlul asupra modului de lucru a angajaţilor cu baza de date. De exemplu, pe parcursul derulării unui proiect, o piesă modelată în 3D poate suferi sute de modificări până să corespundă cerinţelor. Sistemul PDM permite înregistrarea tuturor variantelor de model, care sunt arhivate şi pot fi ulterior accesate în cazul în care proiectantul doreşte să revină la o variantă anterioară. De asemenea, sistemele PDM adoptă principiile ingineriei concurente. În momentul în care proiectantul principal face o modificare, toţi ceilalţi membrii ai echipei de lucru sunt anunţaţi instantaneu şi pot copia nouă variantă.

b.2 Administrarea fluxului de lucru. Pentru dezvoltarea unui produs, în cele mai multe cazuri, este necesară proiectarea a sute de piese. Pentru fiecare piesă în parte fişierele pot fi create, modificate, văzute, verificate şi aprobate de foarte multe persoane, probabil de mai multe ori. Mai mult piesele pot fi create prin metode diferite şi pot conţine diferite tipuri de fişiere: modele solide, diagrame, analiză cu element finit etc. Lucrul în echipă asupra unor documente comune are un impact asupra fişierelor aflate în legătură cu acestea. Sistemul PDM ajută la administrarea acestor date, pentru a preveni confuziile. De exemplu lucrul cu acest sistem va împiedica un inginer să lucreze asupra unei piese asupra căreia s-a luat o decizie de modificare. Toate persoanele implicate în proiect sunt introduse în baza de date notificându-se documentele asupra cărora lucrează. Astfel în momentul apariţiei unei modificări acesta este anunţat instantaneu şi suplimentar i se pot da explicaţii asupra acestor modificări şi asupra noilor sarcini de îndeplinit.


28

Fig. 2.5. - Fluxul informaţional în PDM [11]

Sistemul PDM permite o mai uşoară coordonare şi conducere a activităţilor, astfel un document poate trece la faza următoare doar după ce a fost verificat şi aprobat de persoanele competente în luarea deciziilor de acest tip. [45]

b.3 Administrarea versiunilor preliminare de documente. Prin acesta se înregistrează toate evenimentele petrecute pe parcursul realizării piesei. Acest lucru permite unui utilizator să vadă întreaga „istorie” a proiectului şi a piesei în particular. În cazul apariţiei unei probleme acesta poate interveni chiar la sursa acestei probleme, sistemul permiţând o actualizare documentelor legate de acesta.

Beneficiile folosirii sistemelor PDM:

a. reduce timpul de apariţie pe piaţă al produsului;

Principalii factori ce duc la întârzierea apariţiei produsului:

• timpul necesar îndeplinirii unei sarcini;

• timpul pierdut cu executarea acestuia;

• timpul pierdut cu reproiectarea produsului.

Aceste obstacole sunt înlăturate de sistemele PDM prin:

• reducerea timpului de îndeplinire a unei sarcini prin oferirea de date la cerere, instantaneu;

• permite realizarea mai multor sarcini simultan;

• permite accesul la baza de date persoanelor autorizate, tot timpul, cu asigurarea faptului că acestea sunt actualizate.

b. aduce un spor de productivitate proiectării produselor;


29

PDM permite inginerilor să folosească instrumentele adecvate realizării sarcinilor, permite un acces eficient la baza de date. S-a dovedit faptul că aproximativ 25-30% din timpul destinat proiectării este folosit pentru a căuta, primi, copia şi verifica informaţia necesară. PDM înlătură acest timp pierdut în totalitate, proiectantul primeşte toate aceste informaţii instantaneu în timpul lucrului cu piesa respectivă. Sistemele PDM înlătură problemele legate de rezolvarea unor probleme, astfel, proiectantul poate afla din baza de date dacă acest tip de problemă a mai apărut şi modul în care a fost rezolvată, el poate folosi aceste informaţii pentru rezolvarea propriei probleme, fără a pierde timpul cu dezvoltarea unei soluţii proprii de rezolvare.

c. precizie mărită în proiectare şi fabricaţie;

d. pune în valoare creativitatea echipei;

e. utilizare uşoară. Asigură o interfaţă uşor de utilizat, accesul la informaţie se face instantaneu;

f. securitate sporită a datelor. Informaţiile pot fi accesate doar de persoanele autorizate, fiecare utilizator are acces doar la informaţiile de care are nevoie în cadrul proiectului.;

h. Oferă un bun control al întregului proiect. PDM oferă conducătorului de proiect o serie de instrumente necesare controlului şi verificării proiectului în fiecare stadiu de dezvoltare. Acesta poate observa posibilele probleme şi întârzieri, activitatea fiecărui membru al echipei etc.[72].

Principalele funcţii ale sistemelor PDM [44]:

• administrarea realizării proiectului, oferă securitate şi control, stabileşte relaţionările între date, lista utilizatorilor, verificări interne şi externe;

• managementul schimbării, specifică cine ia deciziile, cum şi în ce mod;

• clasificare, oferă instrumente pentru căutare în baza de date;

• programarea resurselor în cadrul proiectului, lista cu materiale necesare;

• notificare, oferă prin intermediul interfeţei posibilitatea de a comunica cu exteriorul;

• transfer de date, oferă instrumente pentru transferul datelor între utilizatori, aplicaţii (de exemplu între CAD şi CAM) şi produse;

• transfer de date;

• oferă instrumente speciale pentru administrarea întregului sistem PDM;

Organizaţiile ar trebui să folosească acest tip de sisteme deoarece :

• reduce timpul de intrare a produsului pe piaţă cu 25%;

• încurajează ingineria colaborativă;

• reduce timpul necesar unor modificări cu 30%;

• reduce erorile în realizarea produsului cu 22%;

• reduce costurile legate de proiectare şi fabricare cu 10%;


30

• rezolvă rapid problemele legate de noile cerinţe ale clientului legat de produs;

• îmbunătăţeşte imaginea firmei;

• asigură o mai bună satisfacţie a clienţilor [77].

2.4.4. Planificarea resurselor întreprinderii

ERP (Entreprise Resource Planning – Planificarea resurselor întreprinderii) este un

sistem informaţional integrat destinat ansamblului de funcţii clasice ale unei întreprinderi: contabilitate, comercial, producţie, mentenanţă. Diferitele module şi funcţii sunt integrate într-un referenţial unic de proces.

Organizarea prelucrării informaţiilor unui astfel de sistem se face prin :

• descompunerea analitică a informaţiilor pe funcţii;

• urmărirea performanţelor financiare;

• execuţia şi urmărirea informaţiilor principale.

Fig. 2.6. – Arhitectura funcţionala a unui ERP

ERP acţionează în integralitatea întreprinderii ca un instrument de asigurare a optimizării productivităţii şi de reducere la maxim a ciclurilor de realizare a produselor . La apariţia lui, termenul ERP definea o metodă de management, ca şi MRP. În continuare,


31

această metoda a fost integrată şi dezvoltată prin aplicaţii informatice. Finalitatea unui software de tip ERP este de a asigura managementul ansamblului de fluxuri ale unei întreprinderi, în decursul funcţionarii sale.

Obiectivul ERP este de a optimiza funcţionarea unei întreprinderi prin sincronizarea şi asigurarea coerenţei fluxurilor. Aceste fluxuri pot fi :

• de materii prime şi de materiale;

• de produse;

• de informaţii;

• financiare;

• de decizie.

Fig. 2.7. - Funcţiile contabile ale unui E.R.P.

Managementul în mod ERP vizează gestiunea şi planificarea ansamblului de fluxuri şi funcţii ale unei întreprinderi, inclusiv a celor logistice. Domeniul de aplicare se întinde de la lanţul de furnizori şi până la clienţii finali. În figura 2.6. am schiţat arhitectura unui sistem de tip ERP prin prezentarea principalelor funcţii de gestiune.

În figura 2.7. sunt prezentate principalele funcţii contabile ale unui sistem ERP.

Componentele ERP:

• contabilitatea clienţilor;

• contabilitatea furnizorilor;

• managementul activităţilor;

• lista de materiale;

• planificarea resurselor şi a materialelor;


32

• e-Business;

• managementul resurselor umane;

• logistică;

• stat de plată;

• vânzări şi marketing.

Beneficiile implementării ERP:

• oferă o bună acurateţe a informaţiilor oferind detalii şi prezentări complete;

• îmbunătăţeşte metodele de informare prin informări dese şi actualizate cu privire la principalele activităţi;

• reduce nevoia de documente scrise prin oferirea unor formate on-line pentru o mai rapidă introducere şi totodată extragere de informaţie din baza de date;

• permite departamentului de contabilitate să controleze mai eficient datele şi creşte productivitatea muncii în aceste departamente;

• se măreşte controlul asupra costurilor;

• se poate da un răspuns mult mai rapid clientului cu privire la viitorul produs;

• oferă o mai bună monitorizare şi o rapidă rezolvare a chestionarelor;

• poate oferi un avantaj faţă de competitori prin îmbunătăţirea procesului de afaceri;

• oferă o bază de date unică ce poate fi accesată de mai multe aplicaţii.

Implementarea ERP presupune un proces lung, paşii sunt următorii:

a. planificarea proiectului;

b. analiza operaţională;

c. reingineria proceselor de afaceri;

d. instalarea şi configurarea;

e. pregătirea personalului;

f. configurarea conform cerinţelor afacerii;

g. configurarea modulelor;

h. adaptarea interfeţei conform cerinţelor;

i. conversia de date;

j. documentaţie specifică;

k. pregătirea specialiştilor;

l. testare;

m. post implementare / audit.

Principalii creatori de software în domeniul ERP sunt:


33

• mySAP.com-www.sap.com;

• BAAN-www.baan.com;

• J.D.Edwards e-business Suite-www.jdedwards.com;

• Oracle Financial Suite-www.oracle.com;

• Siebel-www.siebel.com;

• Peoplesoft-www.peoplesoft.com;

• Microsoft Grand Plains-www.microsoft.com/middleeast;

• Foxboro-www.foxboro.com [75].

Principalele avantaje ale ERP:

• costuri mici cu privire la inventar;

• costuri reduse privind comenzile;

• reducerea costurilor de producţie;

• reducerea costurilor cu transportul;

• investiţii mici în echipamente;

• investiţii mici în echipamente şi terenuri;

• cheltuieli reduse cu contabilitatea;

• asigură procese de producţie mai flexibile;

• reduce erorile privind coordonarea;

• se reduc stocurile;

• creşte transparenţa în relaţia cu clientul;

• reducerea timpului de asamblare;

• asigură o mai bună adaptare la cerinţele clientului;

• creşte satisfacţia consumatorului;

• creşte volumul de vânzări;

• creşte cota de piaţă;

• creşte profitul.

Dezavantaje şi posibile probleme:

• unele sisteme pot fi costisitoare şi greu de întreţinut;

• unele sisteme pot fi dificil de utilizat;

• posibilă problemă apărută în cadrul unui departament poate afecta activitatea celorlalte departamente, de aici rezultă faptul că sistemul este vulnerabil la apariţia unei probleme la o verigă din lanţ;

• pot apărea probleme de compatibilitate cu sistemele folosite de parteneri;


34

• consumatorii pot comanda mai mult decât vor cumpăra la final;

• există probleme la accesarea unor informaţii necesare procesului;

• odată un astfel de sistem integrat va fi foarte dificil şi scump de înlocuit cu un altul [65].

2.4.5. Managementul ciclului de viaţă al produsului PLM (Product Lifecycle Management - Managementul ciclului de viaţă al

produsului) este o abordare integrată, care se concentrează asupra informaţiei sub toate aspectele vieţii unui produs, de la proiectare şi producţie, instalare şi întreţinere, culminând cu scoaterea produsului din uz. Sistemele PLM (figura 2.8.) permit accesarea, actualizarea, manipularea informaţiilor de produs care sunt produse într-un mediu fragmentat şi distribuit.

Fig. 2.8. – Sistemul PLM

PLM înglobează concepte ale sistemelor PDM, ERP, CRM, CAD, CAE şi CAM.

Aplicaţiile PLM ajută la circulaţia tuturor informaţiilor produse în toate fazele ciclului de viaţă al unui produs, către toate persoanele dintr-o organizaţie, alături de furnizorii cheie şi clienţi. Inginerii de produs pot scurta în mod dramatic ciclul de implementare şi aprobare a schimbărilor de construcţie dintr-un lanţ de proiectare extins. Agenţii care se ocupă de achiziţii pot lucra cu mai mare eficienţă cu furnizorii în ceea ce priveşte reutilizarea anumitor părţi. Şi managerii executivi pot obţine toate informaţiile relevante despre produs de la un nivel superior, de la detaliile din linia de producţie la ratele de deteriorare a anumitor piese rezultate din informaţiile din certificatele de garanţie şi cele culese din teren [33].


35

Spre deosebire de pachetele ERP, care sunt de obicei folosite pentru a înlocui diverse sisteme perimate, PLM necesită integrarea multor baze de date şi colaborarea dintre oameni din diferite părţi ale organizaţiei. PLM este un sistem pentru integrarea si partajarea de informaţii despre produse între aplicaţii şi între diferite părţi ale organizaţiei cum ar fi cea de proiectare, achiziţii, producţie, marketing, vânzări şi suport după vânzare.

PLM oferă:

• ciclu de viaţă previzibil - Abilitate îmbunătăţită de a anticipa evoluţia produsului şi operaţiunile de producţie. Produsele sunt simulate atât de realist încât clienţii pot să anticipeze în amănunt „comportamentul” produselor viitoare şi operaţiunile de producţie industrială. Sunt reduse astfel riscurile de eşec ale unui produs, ale unei producţii ineficiente, ale greşelilor de marketing şi a costurilor care apar după vânzarea produsului (produse pentru care procesele de fabricaţie costă mai mult decât preţul la care pot fi vândute);

• procese de inginerie care încurajează inventivitatea - O mai mare putere de a modela aspectul şi senzaţiile pe care le trezeşte un produs. Oferă de asemenea utilizatorului mai multe instrumente de mare productivitate pentru a controla forma produsului şi a furniza acel gen de produs care poate fi uşor fabricat;

• siguranţa comunicării proprietăţii intelectuale - Un mediu îmbunătăţit pentru partajarea sigură a Proprietăţii Intelectuale. PLM o mai bună securitate şi mecanisme de autentificare pentru colaborare şi procese colective de luare a deciziei. Informaţiile reprezentând proprietatea intelectuală de mare valoare, cum sunt regulile cunoaşterii sau analiza de date CAE, sunt administrate într-un mediu controlat în care inteligenţa se aplică la fiecare nivel.

Cerinţele PLM: a. arhitectură distribuită - Organizaţiile trebuie să fie capabile să implementeze

componentele PLM. Toate informaţiile trebuie să fie actualizate şi sincronizate printr-un sistem de administrare al bazelor de date relaţionate (RDBMS) care să stocheze informaţii adunate de-a lungul întregului ciclu de viaţă al produsului. Astfel pot exista informaţii cu privire la: data creării, autorul, modificările făcute, structura produsului, procesul fluxului de lucru, accesul restricţionat la informaţia respectivă în funcţie de utilizator etc.

b. integrarea proiectării - Interoperabilitatea este o caracteristică a PLM, un astfel de sistem trebuie să asigure integrarea CAD, datele produsului, vizualizarea acestuia. Pentru aceasta sistemul trebuie să fie capabil ruleze pe mai multe tipuri de platforme: UNIX, Windows şi diferite motoare de căutare din cadrul infrastructurii întreprinderilor.

c. facilitează comunicarea - Sistemul PLM asigură o bună comunicare între membrii echipelor distribuite geografic pe tot parcursul ciclului de viaţă al produsului. Asigură un schimb continuu de date, în timp real, permiţând o informare permanentă a clientului privind stadiul de dezvoltare a produsului.

d. automatizarea fluxului de lucru.


36

e. managementul schimbării - Sistemul PLM este capabil să reţină toate modificările survenite asupra documentului sau a pieselor pe parcursul întregului ciclu de viaţă al acesteia, utilizatorul are posibilitatea oricând să lucreze cu un document dintr-o fază iniţială de dezvoltare a produsului, poate detecta o posibilă eroare apărută într-un anumit moment şi această eroare poate fi corectată, sistemul permiţând actualizarea bazei de date cu noile informaţii [76].

O soluţie PLM completă este oferită de IBM şi Dassault Systemes, elementele componente sunt:

• CATIA pentru o dezvoltare colaborativă a produselor - oferă o serie de noi produse şi caracteristici îmbunătăţite pentru obţinerea succesului produselor în industria auto, aeronautica, producţie şi asamblare, construcţie de nave, bunuri de consum, electrice şi electronice ca şi îmbunătăţirea produselor PLM pentru întreprinderi mici şi mijlocii;

• ENOVIA pentru administrarea ciclului de viaţă şi suport decizional - transformă departamentul de dezvoltare a produsului clientului într-o sursă de avantaj competitiv prin creşterea suportului pentru proiectarea produselor complexe şi un mediu WEB practic care să aducă marketingul, vânzările şi clienţii mai aproape în cadrul ciclului de dezvoltare al produsului - unde sunt alocate 80% din costurile de producţie;

• SMARTEAM pentru ciclul de viaţă şi administrarea datelor de produs - îmbunătăţeşte şi accelerează proliferarea şi cunoaşterea produsului şi a proceselor de afaceri în întreprindere şi în lanţul de valori al produsului prin integrări CAD superioare, extinde designul colaborativ, îmbunătăţeşte colaborarea web, noi metodologii şi îmbunătăţeşte captura datelor, explorarea şi capacităţile de refolosire. SMARTEAM prezintă, de asemenea, şi IBM Websphere Express - o soluţie flexibilă cu un cost redus pentru integrare specifică întreprinderii, pentru medii de aplicaţii diferite;

• DELMIA pentru inginerie de procese de producţie neperformante - oferă o acoperire completă şi îmbunătăţită a industriei de automobile, o mai bună integrare a conceptului de produs şi a proceselor de asamblare, instrumente bazate pe cunoaştere pentru crearea planurilor de procese şi o soluţie DELMIA-CENIT pentru tăiere 3D folosind laserul [74].

PLM vs ERP Spre deosebire de pachetele ERP, care sunt de obicei folosite pentru a înlocui diverse

sisteme perimate, PLM necesită integrarea multor baze de date şi colaborarea dintre oameni din diferite părţi ale organizaţiei.

PDM vs PLM În timp ce PDM este un instrument limitat la administrarea datelor legate de produs,

sistem ce este existent în cadrul unei companii, instrument specific activităţii inginereşti, PLM este un sistem mult mai complex ce susţine realizarea produsului pe întregul ciclu de viaţă al acestuia, preluând majoritatea funcţiilor PDM, dar totodată poate susţine o serie de funcţii specifice unor domenii variate implicate în realizarea produsului, sistemul depăşeşte graniţele organizaţiei implicând direct partenerii şi clienţii în toate fazele de realizare a produsului [67].


37

2.5. Descrierea tehnicilor CAD – CAM – CAE utilizate în cadrul sistemelor cooperative.

Pentru a realiza un sistem cooperativ funcţional în domeniul ingineriei una din

cerinţele necesare este aceea de a implementa, alături de celelalte aplicaţii, instrumentele necesare proiectării, analizei şi fabricaţiei viitorului produs.

2.5.1. Proiectarea asistată de calculator

CAD (Computer Aided Design - Proiectarea asistată de calculator) este o tehnologie care presupune folosirea computerului pentru crearea, modificarea, analiza şi optimizarea unui desen sau proiect.

Fig.2.9.– Corp de pompă modelat în CATIA V5

În figura 2.9. este prezentată modelarea unui corp de pompă cu ajutorul modulului CAD, parte integrată a produsului CATIA.

Toate programele care înglobează acest tip de soluţii inginereşti sunt clasificate ca fiind soft-uri CAD . Instrumentele CAD variază de la opţiuni de creare şi modificare a


38

formelor geometrice până la opţiuni complexe cum ar fi analiza şi optimizarea acestora. Între aceste extreme se regăsesc instrumentele specifice CAD şi anume: analiza toleranţelor, diverse calcule şi modelarea cu scopul analizei cu element finit şi totodată vizualizarea rezultatelor acestor analize.

Trăsăturile se realizează prin tehnici parametrice, pornindu-se de la o simplă schiţă, care include ca date iniţiale doar topologia modelului. În etapa următoare se precizează geometria trăsăturii prin specificarea dimensiunilor concrete ale schiţei 2D. Modelul geometric complet al piesei se alcătuieşte, în etapa următoare, prin definirea mai multor trăsături într-o structură ierarhică. Odată finalizate, modelele geometrice ale pieselor sunt salvate pe disc, pentru a putea apoi fi utilizate pentru modelarea ansamblului, pentru care se foloseşte, de obicei, un modul separat al pachetului CAD.

Precizarea cotelor şi toleranţelor funcţionale se realizează, de obicei, pe modelul 3D. Pe baza modelelor geometrice ale pieselor şi ansamblurilor se realizează, în ultima etapă, documentaţia tehnică de execuţie (desene, planşe), cu ajutorul unul modul specializat, denumit modul „drawing” sau „drafting” [51].

Fig. 2.10. - Structura unui model geometric

La dezvoltarea pachetelor CAD nu se utilizează limbajele de programare pentru realizarea funcţiilor de desenare pentru fiecare tip de entitate şi nici bibliotecile de subrutine grafice folosite în grafica asistată, ci se lucrează cu biblioteci de subrutine specializate ce alcătuiesc aşa numitele nuclee de dezvoltare CAD.

Există două nuclee de dezvoltare CAD care au o largă utilizare: ACIS şi PARASOLID. Acestea conţin obiecte (module program şi subrutine) care pot fi apelate în limbajele de programare orientate pe obiecte (de genul C++). Aceste obiecte realizează funcţii elementare de modelare CAD şi diversitatea lor acoperă toate facilităţile uzuale în soft-urile


39

CAD. Lucrând cu acestea, dezvoltatorii concep doar modul de utilizare al softului (împreună cu interfaţa grafică) integrat într-o filozofie de proiectare proprie, bazat pe o anumită viziune asupra procesului de proiectare.

a. ACIS este un nucleu CAD promovat de compania Spatial Corporation, începând din 1989, care cuprinde mai multe module: ACIS 3D Geometric Modeler, ACIS Exchange package, ACIS Standard Translator şi ACIS Deformable Modelling Component.

Pentru realizarea funcţiilor de modelare geometrică se utilizează modulul ACIS 3D Geometric Modeler care este o bibliotecă C++ orientată pe obiecte, prin care se pune la dispoziţia dezvoltatorilor de soft CAD un bogat set de operaţii geometrice pentru construcţia şi manipularea obiectelor 3D.

ACIS 3D include subrutine de modelare wireframe, suprafeţe şi solide cuprinzând peste 50 de module componente.

Dintre soft-urile bazate pe ACIS, cele mai importante sunt: AutoCAD şi Mechanical Desktop (Autodesk Inc.), CADKEY (CADKEY Corporation), IronCAD (Visionary Design Systems), TurboCAD Solid Modelor (Ashlar Inc.)

b. PARASOLID este nucleul grafic dezvoltat de către Unigraphics Solutions Inc. (UGS) în centrul său din Cambridge (UK). Primele versiuni au apărut în 1989 şi au fost folosite la soft-urile CAD Unigraphics şi SolidEdge.

Nucleul grafic din ultimele generaţii pune la dispoziţia producătorilor de soft CAD pachetul cu facilităţile din categoria „Extreme Modelling”, care includ:

• Complex Blending, care permite o gamă largă de combinaţii de entităţi cu geometrie complexă prin racordări;

• operaţii de manipulare şi editare a suprafeţelor: adăugare de adâncituri, găuri, proeminenţe, grosime (shelling), toate la cel mai înalt nivel de complexitate;

• facilităţi pentru proiectarea semiautomatizată a matriţelor pentru injecţie de plastic;

• modelări complexe utilizând curbe şi suprafeţe sintetice: B-Spline şi NURBS. Aceste suprafeţe pot fi apoi “croite” prin operaţii de retezare, şi apoi asamblate pentru obţinerea de solide prin metoda B-rep;

• suport pentru modele de dimensiuni mari. Aceste facilităţi fac posibilă definirea de modele ce cuprind mii de piese, ale căror dimensiuni sunt legate prin restricţii şi trăsături.

În afară de Unigraphics şi Solid Edge, se mai pot menţiona şi alte soft-uri: SolidWorks, MicroStation (Bentley), IronCAD (care este singurul soft ce utilizează şi ACIS şi PARASOLID), TopSolid, ProDESKTOP etc.[51].


40

2.5.2. Fabricaţia asistată de calculator

CAM (Computer Aided Manufacturing - Fabricaţia asistată de calculator) este o tehnologie ce presupune folosirea calculatorului pentru a planifica, conduce şi controla operaţiile de fabricaţie printr-o interfaţă. O ramură importantă a CAM este comanda numerică. Aceasta este o tehnică prin care prin intermediul unor instrucţiuni din cadrul unui program se pot controla operaţiile efectuate de maşină: se pot tăia, freza, găuri, rectifica diverse suprafeţe ale semifabricatului astfel încât la încheierea procesului să se obţină piesa dorită. Datele despre piesă sunt preluate dintr-o bază de date provenită din modulul de CAD.

Fig. 2.11. – Simulare de fabricare a corpului de pompă în CATIA V5

O altă funcţie a CAM este aceea de a programa roboţii ce vor efectua operaţii de asamblare sau de transport al unor semifabricate sau echipamente.

Realizarea planului de operaţii este o funcţie importantă a CAM. Prin planul de operaţii se stabilesc principalele operaţii de realizat , ordinea lor, sculele necesare realizării operaţiilor, tipul maşinii şi ordinea prelucrării semifabricatului pe aceste maşini, materialele necesare şi când să fie livrate de furnizori. În figura 2.11. este prezentată o simulare a procesului de fabricaţie.


41

2.5.3. Ingineria asistată de calculator

CAE (Computer Aided Engineering - Ingineria asistată de calculator) este o tehnologie ce presupune folosirea calculatorului pentru a analiza produsele realizate în CAD, permite proiectantului să simuleze şi să studieze modul de comportare al produsului în condiţii de funcţionare. Pe baza acestuia, pot fi eliminate elementele necorespunzătoare, are loc o reproiectare a piesei şi după ce aceasta îndeplineşte condiţiile necesare, rezultate în urma simulării se poate trece la etapa următoare.

Probabil cea mai folosită metodă de analiză este metoda cu element finit. Această metodă este folosită pentru a determina tensiunile, deformaţiile, distribuţia câmpului magnetic şi alte probleme de analiză ce nu pot fi rezolvate prin altă abordare.

Fig.2.12. – Analiza cu metoda element finit în CATIA V5

Pentru analiza cu elemente finite trebuie parcurşi următorii paşi:

• descrierea elementelor specifice: tip de element, constante geometrice, material;

• descrierea solicitărilor şi a condiţiilor de contur, aceste elemente fiind asociate modelului geometric;


42

• generarea automată a reţelei de elemente finite;

• analiza structurală;

• postprocesarea rezultatelor, oferirea de rezultatele, tensiuni şi deformaţii, sub mai multe forme:

harta de tensiuni şi deformaţii pe modelul geometric tridimensional;

prezentare isosuprafeţelor de tensiuni şi deformaţii pe modelul geometric tridimensional;

prezentarea unor secţiuni definite de utilizator pentru o mai bună vizualizare a unor detalii de tensiuni şi deformaţii pe modelul geometric tridimensional.

2.5.4. Produse CAD – CAM – CAE

2.5.4.1. Sisteme integrate

I-DEAS

I-DEAS (Integrated Design Engineering Analysis Software) este o suită de instrumente software CAD – CAM – CAE integrate, produse de SDRC şi destinate automatizării proiectării mecanice.

a. Instrumente CAD:

I-DEAS Master Modeler este un program pentru proiectare tridimensională de înaltă performanţă şi este instrumentul de bază pentru modelare al I-DEAS. Interfaţa uşor de folosit permite asimilarea rapidă a modului de lucru şi realizarea unei productivităţi optime în proiectarea componentelor complexe, într-un mediu de modelare bazat pe elemente solide.

Abordarea elementelor solide ajută în creşterea productivităţii prin faptul că simplifică construcţia geometriilor complexe, facilitează schimbările în proiectare, înlătură automat liniile ascunse, calculează momentele de inerţie şi asigură o bună definire a piesei pentru prelucrare. Pe lângă faptul că este un sistem de proiectare, I-DEAS Master Modeler este elementul de bază geometric al I-DEAS.

Un sistem integrat de gestionare a datelor asigură o bază pentru proiectarea în acelaşi timp prin menţinerea asociativităţii în modele, desene, modele cu elemente finite şi datele pentru prelucrare. Cu I-DEAS membrii unei echipe de proiectare pot lucra împreună, creând ansambluri, desene, simulări şi programe pentru maşinile de prelucrat cu comandă numerică. Aceasta permite unei imagini a unei componente din baza de date a modelului, să suporte orice număr de studii sau aplicaţii, cum ar fi, de exemplu, calcule de rezistenţă, desene detaliate, optimizări ale calcului proiectării şi fracţiuni din programul pentru comandă numerică.

Folosind I-DEAS, un proiectant poate oferi modelul într-o etapă intermediară celorlalţi membrii ai echipei de proiectare, care pot începe analiza, desenarea, construcţia ansamblurilor şi generarea traseului de prelucrare.


43

Modeler – ul axat pe elemente de bază, ce constituie fundaţia programului I-DEAS permite construcţia unui model „master” a cărui definiţie include: geometrie complexă a modelului, constrângeri variaţionale, elemente de proiectare parametrice, elemente funcţionale, istoria construcţiei, calcule inginereşti, cotare, plane de construcţie, sisteme de coordonate, note şi atribute, bază de materiale.

Pe lângă aceste elemente I-DEAS oferă şi alte module sau pachete CAD specializate: I-DEAS 3D IGES Data Translator, I-DEAS Rapid Prototyping Data Translator, I-DEAS Master Surfacing, I-DEAS Master Assembly, I-DEAS Tolerance Analyses, I-DEAS Master Drafting, I-DEAS Master Notation, I-DEAS Mechanism Design, I-DEAS Sheet Metal Design.

b. Instrumente CAM:

I-DEAS Generative Machining este modulul integrat pentru crearea traseelor de prelucrare cu comandă numerică pe modelele construite în I-DEAS. Acest modul lucrează direct pe solid sau suprafaţă geometrică creată sau importată în I-DEAS. Lucrând direct pe geometrie I-DEAS elimină erorile şi munca ce o implică traducerea unei geometrii într-un sistem neintegrat pentru comandă numerică. Faptul că este sau nu integrat implică posibilitatea ca programatorul de comandă numerică să beneficieze de avantajul construcţiilor asociative.

Modificările de proiectare efectuate după generarea traseului de prelucrare sunt semnalate iar programatorul poate opta pentru efectuarea actualizării. I-DEAS Generative Machining poate folosi reguli sau metode existente, fapt care automatizează programarea comenzii numerice şi asigură uzul celor mai bune metode. Utilizând I-DEAS Generative Machining, este posibilă modelarea întregului mediu de prelucrare, inclusiv a pieselor, a elementelor de fixare şi chiar a maşinii, pentru a optimiza mişcarea sculei şi a evita coliziunile.

I-DEAS Generative Machining prelucrează solidul sau suprafaţa construită cu I-DEAS Master Modeler. I-DEAS ia decizii inteligente în privinţa procesului de prelucrare şi a strategiei necesare construirii traseului. I-DEAS oferă un mediu prietenos pentru a planifica şi verifica toate operaţiile de comandă numerică necesare prelucrării piesei.

Modelul bazat pe elemente asigură o reprezentare completă şi exactă a geometriei piesei. Câteva din beneficiile acestor abordări includ:

• reprezentare completă a piesei cu posibilitatea construcţiei de geometrie auxiliară în timpul programării comenzii numerice;

• sunt disponibile biblioteci de scule şi elemente de fixare;

• modificările în piesă şi elementele de fixare sunt asociative cu prelucrarea, sistemul semnalizând traseele pe care există modificări ca fiind „invalid”;

• „validity flags” informează întotdeauna de modificările efectuate în orice element;

• există posibilitatea de a determina vitezele, avansul şi poziţiile de intrare şi ieşire;

• se evită interferenţa între sculă, maşină şi dispozitivele de prindere.


44

c. Instrumente CAE:

I-DEAS oferă o serie de module integrate dar şi programe separate specializate:

• I-DEAS Advanced Durability oferă un set de instrumente analitice care să prevadă durata de viaţă şi uzura datorată oboselii pentru produsele respective la sarcini şi cicluri de utilizare impuse. Lista încărcărilor poate fi generată din măsurătorile de testare sau prin metode analitice. Durata de viaţă a produsului poate fi calculată folosind încărcarea din soluţia cu element finit. Atât încărcarea uniaxială, cât şi cea biaxială sunt considerate în diferitele criterii de durată de viaţă. I-DEAS Advanced Durability oferă capacităţi de analiză a rezistenţei la oboseală;

• I-DEAS Finite Element Modeling (FEM) oferă posibilitatea de a construi modele de element finit şi de a interpreta rezultatele analizei. Utilizează direct geometria creată cu I-DEAS Master Modeler sau I-DEAS Master Assembly şi include funcţii fundamentale de modelare pentru generarea automată a grilei, aplicarea de încărcări şi condiţii la limită şi de verificare a modelului. Pot fi selectate proprietăţi pentru material din I-DEAS Master Data System. Funcţiile de post-procesare permit recuperarea rezultatelor analizei şi oferă instrumente grafice şi numerice extensive pentru a obţine rezultate coerente. Sunt disponibile interfeţe pentru peste 20 de programe majore de analiză;

• I-DEAS Laminate Composites este un sistem unic special integrat pentru proiectarea şi evaluarea structurilor din materiale compozite;

• I-DEAS TMG Thermal Analysis este un pachet complet pentru simulare şi modelare, ce oferă soluţii rapide şi exacte pentru probleme termice complexe. Folosind tehnici numerice avansate, I-DEAS TMG face uşoară modelarea proceselor de transfer de căldură neliniare şi tranzitorii, inclusiv conducţia, radiaţia, convecţia liberă şi forţată, curgerea fluidului. Cu I-DEAS TMG Thermal Analysis, se pot efectua analize termice rapid şi eficient [58].

Unigraphics

Modelarea solidelor include Modeler-ul Hybrid Unigraphics, care integrează modelarea componentelor bazată pe constrângeri cu modelarea tradiţională geometrică explicită, într-un singur modul de modelare. Utilizatorii au avantajul de a putea folosi solide şi suprafeţe tradiţionale, şi funcţionalităţi „wireframe” integrate într-un mediu de proiectare bazat pe elemente de model.

Operaţii cu solide:

• Se bazează pe nucleul Parasolid care este verificat în toate condiţiile concrete de utilizare;

• Elemente de modelare tolerante permit ca geometriile cu acurateţe scăzută, importate, să fie folosite eficient în Unigraphics;

• Construcţii care folosesc solidele primitive: prisme, cilindrii, conuri, sfere;


45

• Operaţii booleene: reuniune, intersecţie, scădere;

• Comenzi explicite pentru editarea faţetelor: move, rotate, delete, offset, replace geometry;

• Solide din profile schiţate, rezultate în urma operaţiilor de tip extrude sau revolve;

• Plane de referinţă şi axe pentru poziţionare asociativă avansată;

• Integrarea suprafeţelor şi solidelor;

• Coaserea suprafeţelor pentru a forma corpuri solide;

• Despărţirea şi tăierea solidelor pentru a permite suprafeţelor libere să fie transferate în solide;

• Extragerea suprafeţelor de pe faţetele solidelor.

Editarea componentelor: • Editarea şi ştergerea componentelor: editări parametrice, repoziţionări;

• Suprimarea, reordonarea şi inserţia de componente;

• Componentele sunt definite parametric pentru editare bazată pe dimensiuni şi poziţie.

Componente: • Elemente de model parametrice native, puternice, orientate pe necesităţile

proiectării şi analizei proiectării: slot, hole, pad, boss, pocket - care asigură creşterea productivităţii;

• Dispunerea circulară sau rectangulară a elementelor de model, cu deplasări ale elementelor individuale; toate elementele astfel create sunt asociate cu elementul principal, după care s-a efectuat instanţierea;

• Racordări cu raze fixe sau variabile, inclusiv situaţii în care raza de racordare depăşeşte dimensiunile piesei;

• Posibilitatea de a teşi orice muchie;

• Solidele pot fi generate folosind profile care sunt deplasate după o direcţie, în jurul unei axe sau după un traseu;

• Comanda, extrem de puternică, de găurire a unui corp, poate transforma solidul într-un element cu pereţi subţiri în câteva secunde; topologia peretelui interior poate fi diferită de cea a peretelui exterior, dacă este necesar;

• Înclinarea feţelor;

• Componente definite de utilizator pentru proiectarea obişnuită de elemente.

Aplicaţia Drafting oferă un set complet de unelte automate pentru producerea şi managementul desenelor tehnice şi inginereşti. Integrarea Drafting-ului cu alte produse Unigraphics asigură posibilitatea de a crea şi menţine desene tehnice standard. Interfaţa grafică prietenoasă permite utilizatorului să creeze uşor şi eficient desene de ansamblu de calitate ridicată, şi detalii de lucru corespunzătoare.


46

Drafting - ul Unigraphics oferă o viteză şi o acurateţe excepţională pentru detalierea unui model solid şi asigură consistenţa între detaliul respectiv şi desenul de ansamblu. Cotele asociative permit efectuarea unor schimbări direct din Drafting sau din model. Vederile de reprezentare sunt actualizate automat reflectând schimbările din model, fapt care implică abilitatea de a reprezenta, fără erori, detalii şi desene de ansamblu. Aplicaţia Drafting foloseşte modeler-ul hibrid Unigraphics pentru a îmbunătăţi producerea desenelor.

Assemblies şi Advanced Assemblies oferă instrumente pentru proiectare orientată pe lucrul în echipă şi concurrent engineering a modelelor produsului, folosind un proces de proiectare virtual la nivel de întreprindere. Prin reducerea radicală a timpului de realizare şi analiză a modificărilor produsului, timpul de lansare pe piaţă se micşorează, iar calitatea creşte.

Caracteristici:

• Ansamblurile se pot construi în abordările: bottom-up (de jos în sus) sau top-down (de sus în jos);

• Condiţiile de asamblare capturează şi menţin orientarea dorită a componentelor. Poziţionarea manuală a componentelor este de asemenea posibilă şi suportată de programul de modelare hibrida Unigraphics;

• Dispunerile ordonate de componente se pot lega de dispunerile ordonate de elemente (de exemplu, pentru a plasa un set de şuruburi într-un set de găuri);

• Componentele simetrice oferă asociativitate, atât pentru partea stânga, cât şi pentru partea dreaptă;

• Substituirea componentelor menţine condiţiile de asamblare pentru evaluarea rapidă a reprezentărilor alternative;

• Criteriile de selecţie a componentelor permit ca ansamblurile să folosească cei mai potriviţi membrii ai familiilor de componente (part family members).

Unigraphics CAM oferă un set de instrumente complet, uşor de folosit pentru crearea traseelor sculelor, simulare şi verificare. Unigraphics CAM este o soluţie pentru fabricaţie, ce poate fi utilizată autonom sau în configuraţii multi-CAD. Soluţiile de fabricaţie bazate pe cunoştinţe şi orientate pe proces, captează şi refolosesc procesul de fabricaţie, iar tehnologia HSM a fost iniţiată de Unigraphics în cooperare cu diverşi producători de maşini unelte.

Unigraphics CAM permite detectarea rapidă a echipamentelor de producţie implicate într-o schimbare a produsului, economisind astfel timp şi oferind oportunitatea unor decizii precise şi economice. Librăriile CAM asigură un mecanism de acces simplu pentru a obţine şi folosi următoarele tipuri de date din baza de scule a Unigraphics CAM:

• scule pentru maşini;

• cuţite;

• portscule, dispozitive de fixare;

• avansuri şi viteze.


47

Documentaţia de execuţie ce include fişe de prereglare, informaţii asupra unei secvenţe de operaţii şi lista de scule, este generată automat de Unigraphics CAM şi poate fi afişată în mai multe formate, inclusiv text simplu sau HTML.

Pentru a ajuta la optimizarea traseului sculei şi în acelaşi timp la descoperirea eventualelor greşeli, se poate verifica digital procesul îndepărtării materialului şi al prelucrării, înainte ca programul să ruleze pe maşina respectivă. În cazul maşinilor multiaxe se poate vizualiza mişcarea maşinii pentru a verifica atât evitarea coliziunii, cât şi mişcarea optimă a maşinii. Aceste posibilităţi sunt integrate în Unigraphics CAM şi pot fi uşor accesate în timpul procesului de creare a traseului.

Unigraphics CAM este prevăzut cu capacităţi specifice care includ:

• gamă largă de procese de prelucrare;

• control foarte bun în cazul unei game variate de scheme de divizare a adaosului de material;

• finisare eficientă în cazul pieselor cu regiuni multiple de aşchiere;

• programare avansată pentru strunjire (degroşare, prelucrări frontale, canale, finisare, filetare, găurire) ;

• utilizarea eficientă a modelului piesei „in-process” pentru îmbunătăţirea frezării şi strunjirii;

• se poate folosi o gamă largă de scule standardizate de către procesoarele de frezare, strunjire, găurire;

• suport pentru o gamă largă de cinematici de maşini unelte (strunguri multiaxe, maşini frezare / strunjire, strunguri carusel) ;

• facilităţi excelente de vizualizare şi verificare a deplasării sculei pentru a obţine traseul optim.

Modulul CAE este denumit Femap şi se bazează pe analiza cu element finit. Femap este un instrument de vizualizare şi procesare independent de CAD şi solver. Femap se poate împărţi în următoarele categorii:

• Femap - Pre si Post-procesare autonomă pentru analizele cu elemente finite.

• Femap Structural, care combină Femap cu tehnologia EDS de rezolvare verificată ce a derivat din solverul bazat pe element finit, I-deas(r)Model Solution, incluzând soluţii pentru moduri statice, normale, flambaj şi transfer de căldură.

• Femap Thermal, oferă simulare termică avansată ce este integrată în mediul Femap şi o analiză completă a conducţiei, convecţiei, curgerii fluidelor şi radiaţiilor, pentru simulări termice statice şi de tranziţie [58].

Scenario Structural Solver suportă toată gama de simulări bazate pe element finit. Tipuri de soluţii asigurate:

• structurală liniară, statică;

• moduri normale de vibraţie;


48

• transfer de căldură static;

• flambaj liniar;

• găuri şi contacte;

• optimizarea formei şi mărimii.

CATIA

CATIA (Computer Aided Threedimensional Interactive Applications), produs al firmei Dassault Systemes, este actualmente unul dintre cele mai des utilizate sisteme integrate CAD – CAM – CAE – PDM. Domeniile de aplicaţie sunt extrem de diverse datorită numărului mare de aplicaţii care se pot dezvolta şi realiza cu acest sistem, varietăţii şi flexibilităţii instrumentelor puse la dispoziţie utilizatorilor, dar şi interfeţei extrem de prietenoase.

Software-ul CATIA V5 are o alcătuire de tip modular ceea ce asigură o mare versatilitate, trecerea de la un tip de aplicaţie la altul se face rapid, cu posibilitate de editare continuă, fără pierdere de informaţie (adică fără a fi necesar să se utilizeze formate de transfer de date), cu menţinerea datelor parametrice despre produs.

Experienţa industrială a arătat că integrarea aplicaţiilor de proiectare (CAD – Computer Aided Design), analiză (CAE – Computer Aided Engineering), fabricaţie (CAM – Computer Aided Manufacturing), dar şi PDM (Product Data Management) este o soluţie extrem de eficientă în rezolvare tuturor problemelor legate de un produs, începând de la concepţie, planificarea fabricaţiei, fabricaţie, aprovizionare, service etc.

CATIA - Mechanical Design

Principalele module sunt : Sketcher, Part Design, Assembly, Drafting, DMU Kinematics şi Sheet Metal Design

Avantaje:

• un pachet avansat de produse destinat proiectării 3D incluzând posibilităţi deosebite de proiectare a pieselor , ansamblurilor , şi de întocmire în mod asociativ a desenelor aferente;

• proiectare într-un mod intuitiv şi productiv a pieselor din tablă (sheetmetal design) permite lucrul în mod concurent atât în vederi normale cât şi desfăşurate ale pieselor;

• proiectare rapidă şi eficientă pentru matriţe prin facilităţi dedicate proceselor de injecţie în matriţă a maselor plastice;

• simplitate şi viteză în proiectarea tuturor tipurilor de structuri de la proiectare preliminară la proiectare de detaliu pentru maşini şi echipamente industriale, nave, platforme industriale sau fabricaţie;

• modelare bazată pe specificaţii, aplicaţii generative şi asociativitate controlată, asigură un management robust şi extrem de productiv al transformării informaţiilor. Modificările asupra conţinutului informaţiilor


49

legate de produse se propagă în cadrul tuturor proceselor asociate ciclului de viaţă a produselor [80].

CATIA - Analysis

Facilităţile de analiză de structuri din CATIA V5 asigură viteza iteraţiilor proiectare / analiză pentru orice tip de piesa sau ansamblu. Mai mult , ca un rezultat al arhitecturii „knowledge-based” din cadrul CATIA V5 , e foarte uşor de realizat optimizarea produselor bazată pe specificaţiile de analiză şi rezultate. Nu în cele din urmă uşurinţa de utilizare face ca aceste facilităţi de analiză incluse în CATIA V5 să fie accesibile atât proiectantului cât şi specialistului în analiza de structuri.

Avantaje:

• viteză în realizarea ciclurilor proiectare - analiză. Mediul comun CAD-FEA şi capacitatea de lucru generativ şi asociativ permite un mare număr de evaluări ale comportamentului din punct de vedere mecanic ale pieselor şi ansamblurilor în fazele timpurii de elaborare a produselor;

• optimizare, produsele destinate funcţiilor de analiză de structuri prezintă avantajul utilizării arhitecturii „Knowledge-based” din CATIA V5. Se pot obţine optimizări deosebit de complexe prin captarea şi studiul cunoştinţelor asociate proiectării şi analizei pieselor;

• soluţie de analiză dovedită viabilă, uşurinţa în utilizare cuplată cu interfaţa facilă şi un timp performant de calcul furnizează un atu important în recuperarea rapidă a investiţiei;

• scalabilitate, soluţiile de analiză sunt disponibile nevoilor specialiştilor fie prin funcţiile furnizate direct de CATIA fie prin alte aplicaţii dezvoltate de parteneri, disponibile prin interfaţa CATIA şi bazate pe arhitectura V5. Prin astfel de parteneriate au crescut ariile de acoperire ale CATIA şi pot fi satisfăcute necesităţi speciale în ceea ce priveşte analiza dinamică, la oboseală, acustică sau radiaţii etc.;

• uşor de înţeles şi folosit, funcţiile integrate de pre şi postprocesare la fel ca şi cele de calcul sunt grupate printr-o foarte intuitivă interfaţă excelent croită pentru a se potrivi cerinţelor inginerului proiectant şi celui de analiză.

CATIA - NC Manufacturing

Prin completare cu celelalte produse ale pachetului , pe baza arhitecturii V5 „knowledge-based” , CATIA V5 NC Manufacturing are următoarele avantaje:

• înaltă eficienţă în programarea maşinării pieselor mulţumită strânsei integrări între definirea şi calculul traseelor de sculă , verificare şi furnizarea programelor şi de asemenea mulţumită operaţiilor de manufacturare cu suport multitrecere şi multinivel şi automatizării operaţiilor de degroşare şi finisare , utilizatorul îşi va efectua munca corect de la bun început beneficiind astfel de o explozie a productivităţii;

• management eficient al modificărilor datorită înaltului nivel de asociativitate între informaţiile despre produs , despre procesele de fabricare şi despre


50

resurse, companiile pot lucra mult mai eficient în ceea ce priveşte ingineria concurentă şi fluxul de informaţii, reducând considerabil timpul ciclului proiectare-fabricaţie şi micşorând costurile;

• un înalt nivel de automatizare şi standardizare prin integrarea în CATIA V5 a facilităţilor grupate sub denumirea de KnowledgeWare (captarea intenţiei de fabricaţie, memorarea macro-urilor etc.). De asemenea, modulele destinate fabricaţiei permit stocarea şi refolosirea know-how-ului, evitându-se astfel reinventarea informaţiilor existente şi micşorând timpul de testare a ideilor noi;

• traiectorii optimizate pentru scule şi reducerea timpului de fabricaţie prin oferirea unui larg set de operaţii destinate aşchierii de mare viteză, astfel reducând foarte mult timpul de prelucrare;

• reducerea efortului necesar administrării prin integrarea unui set cuprinzător de aplicaţii (de la cele destinate strunjirii până la cele destinate frezării CNC în 5 axe) într-un singur sistem [70].

2.5.4.2. Programe CAD

AutoCAD

AutoCAD este produsul de bază al firmei Autodesk, şi reprezintă o puternică platformă de proiectare şi desenare 2D / 3D, care automatizează lucrul şi furnizează instrumente specializate:

• instrumente de desenare, care cresc productivitatea şi performanţa activităţii de proiectare;

• metode de îmbunătăţire a colaborării în cadrul colectivului de proiectare şi extinderea accesibilităţii la informaţia tehnică;

• instrumente care asistă la administrarea şi distribuţia standardelor de proiectare;

• caracteristici evoluate de distribuţie şi integrare în medii de tip „enterprise”, precum şi instrumente avansate de administrare a licenţelor, pentru maximizarea amortizării investiţiei.

AutoCAD este fundaţia CAD pentru:

a. Autodesk Architectural Desktop - Soluţie de proiectare bazată pe modele arhitecturale, destinată dezvoltării arhitecturale şi generării documentaţiei de producţie, ADT respectă procedurile de proiectare existente, oferind o modalitate de migraţie uşoara de la desenarea tradiţionala 2D la abordarea proiectării bazate pe modele arhitecturale 3D.

Facilitând refolosirea datelor, în loc de a le redesena de la început, ADT îmbunătăţeşte coordonarea şi precizia desenelor şi creşte productivitatea, optimizând ciclul de proiectare. Adaptându-se la diverse abordări ale proiectării arhitecturale, ADT permite lucrul


51

atât în 2D, cât şi în 3D, dar şi comutarea fluidă între acestea, pe măsură ce proiectul evoluează.

b. Autodesk Inventor - Este soluţia de top în proiectarea şi modelarea 2D / 3D, incluzând, în acelaşi pachet, AutoCAD Mechanical şi Autodesk Mechanical Desktop, ambele bazate pe platforma solidă a lui AutoCAD , precum şi Autodesk Inventor, noua paradigmă Autodesk în proiectarea 3D.

c. AutoCAD Mechanical - Dezvoltat pe platforma solidă a lui AutoCAD, Mechanical este un AutoCAD optimizat pentru proiectare şi inginerie mecanica 2D, destinat tuturor domeniilor industriale de producţie.

d. Autodesk Mechanical Desktop 6 - Este aplicaţia de proiectare mecanica 3D destinată inginerilor mecanici care preferă să lucreze nativ în mediul AutoCAD. MDT unifică modelarea solidă parametrică 3D cu generarea de suprafeţe de formă liberă şi „wireframe” 2D/3D, fiind destinată inginerilor mecanici, proiectanţi şi desenatori din toate domeniile industriale [20].

Solide Edge

Solid Edge este un sistem CAD care oferă soluţii pentru proiectarea componentelor mecanice, a ansamblurilor şi pentru drafting.

Productivitatea specifică Solid Edge automatizează şi direcţionează toate funcţiile de proiectare, de la aspectul conceptual până la proiectare detaliată şi drafting, reducând semnificativ timpul de dezvoltare. Cu aplicaţiile integrate de analiză, fabricaţie şi gestionare a datelor, Solid Edge asigură eficienţă ciclurilor complete şi permite lansarea pe piaţă a unor produse de calitate înaltă la costuri mici.

Elementele de simplificare a proiectării din Solid Edge permit evaluarea mai multor alternative de proiectare în mai puţin timp astfel încât să se poată optimiza performanţa. Solid Edge include calcule de model (centru de greutate, momente de inerţie etc.), senzori de proiectare, analiza mişcării, detectarea interferenţelor etc.

Modulul Part: Solid Edge oferă soluţii CAD 3D avansat într-o interfaţă bazată pe Windows. Tehnologia STREAM implică interferenţa logică şi tehnici de gestionare a deciziilor pentru a evidenţia operarea şi a scurta timpul de învăţare.

Soft-ul conţine un sistem de help on-line ce include şi informaţii pentru utilizatorii ce trec de la un sistem de CAD 2D.

Solid Edge ajută inginerii să proiecteze mai rapid prin intermediul instrumentelor bazate pe parametrizare şi elementelor ce modelează componentele mecanice mai eficient decât orice alt sistem CAD. Începând cu forme de bază create din schiţe plane deplasate după o direcţie sau axă, proiectanţii pot adăuga uşor elemente mecanice obişnuite ca găuri, secţiuni, racordări şi elemente cu pereţi subţiri, precum şi elemente mai complexe precum înclinări, elemente elicoidale etc. Geometria componentelor, relaţiile şi cotele pot fi schimbate rapid pentru a analiza alternativele de proiectare.

Modulul Assembly: Solid Edge acceptă uşor ansambluri mari care sunt fundamentale proiectării. Suportând atât tehnica „de jos în sus” cât şi „de sus în jos” de proiectare, Solid


52

Edge permite divizarea sarcinilor de proiectare membrilor echipei de proiectare, livrarea subansamblurilor imediat ce sunt terminate, şi asigură finalizarea corespunzătoare a produsului final. Se pot asigura asamblări corespunzătoare ale componentelor prin proiectarea lor împreună cu modelul ansamblului, folosind direct geometria componentelor adiacente. Solid Edge optimizează performanţa interactivă a ansamblurilor pentru a permite explorarea mai multor alternative în mai puţin timp. Uşor şi rapid se pot restructura ansambluri, crea familii de ansambluri pentru a evalua diferite configuraţii ale produsului şi pentru a modela ansambluri cu componente ce au poziţii variabile.

Cu instrumente de gestionare a ansamblului înglobate, Solid Edge reduce timpul dedicat gestionarii datelor de proiectare. Librării de piese integrate şi elemente utile reviziei, ajută în găsirea rapidă, înlocuirea şi revizuirea componentelor ansamblurilor. Reprezentările uşoare şi simplificate fac munca cu ansambluri de mii de componente uşoara şi practică.

Mediul pentru construcţii de tablă al Solid Edge foloseşte terminologia standard de construcţii de tablă şi fabricaţie, cu comenzi de modelare specifice pentru diverse operaţii caracteristice construcţiilor din tablă. Cu plasarea automată a degajărilor colţurilor, calculul desfăşuratelor şi generarea lor, Solid Edge oferă cel mai avansat pachet CAD disponibil pentru construcţii de tablă.

Solid Edge XpresRoute este un pachet integrat ce permite trasarea rapidă şi modelarea ţevilor pentru sistemele hidraulice sau pneumatice. Modulul XpresRoute ajută la definirea rapidă a proprietăţilor 3D ale ţevii şi traseelor între componentele ansamblului. După definirea acestor parametri se poate crea în mod automat un model 3D al ţevii, completat cu tratamente finale. Componentele ansamblurilor din ţevi sunt asociate dinamic la componentele la care se leagă, astfel încât se modifică automat în momentul modificării vreunui component cu care este asociat.

Modulul de Drafting, dezvoltat special pentru generarea de desene tehnice asigură o reprezentare excelentă, detalieri, adnotări şi cotări ce corespund automat standardului de cotare folosit. Drafting-ul asociativ al Solid Edge creează automat şi actualizează modelele 3D. În crearea unei vederi de desen primare, Drawing View Creation Wizard captează cunoştinţele de pregătire a unui desen şi asistă în plasarea vederii. Proiectanţii selectează modelul, apoi selectează şi aranjează vederile pe foaia de desen tehnic. Solid Edge creează rapid vederi standard şi auxiliare, inclusiv secţiuni, detalii şi vederi axonometrice. Pe măsură ce se modifică modelele, desenele asociate sunt actualizate automat reflectând schimbările efectuate în model. Sistemul drafting al Solid Edge accelerează dramatic desenarea ansamblurilor prin crearea automată a vederilor explodate, liste de componente şi liste de materiale. Solid Edge suportă conversii bidirecţionale pentru cele mai folosite formate CAD, printre care: ACIS, DXF/DWG, IGES, MicroStation, STEP, Parasolid, PRO/ENGINEER.

Solid Edge poate deschide fără probleme fişiere CAD ale Unigraphics cu înglobare asociativă ce asistă în interoperabilitatea completă între cele două sisteme.

SolidWorks

În categoria „Sketch” se găsesc toate instrumentele pentru modelare: de la poligoane, cercuri, arce de cerc şi până la funcţiile de creare a dependenţelor sau modificare a unor parametri existenţi. Pentru desenarea propriu-zisă se pot folosi numai comenzile realizate cu


53

ajutorul mouse-ului, sau se poate apela la căsuţele de dialog unde pot fi introduse coordonate exacte. Pentru crearea solidelor se folosesc elemente simple de desenare 2D, care apoi pot fi extrudate printr-o varietate de tehnici. Pentru a realiza un model complex, se poate desena fiecare entitate în parte, pentru ca apoi să fie asamblate folosind modulul Assemblies. Avantajul lucrului în acest fel este că dacă a apărut cumva o greşeală, nu trebuie modificat întregul model, ci numai o anumită zonă, SolidWorks fiind capabil să recalculeze automat toate dependenţele şi să actualizeze modelul. Pentru fiecare componentă se poate completa un câmp de informaţii suplimentare care să conţină numele respectivei componente, cine a realizat-o, precum şi alte observaţii. Acestea sunt foarte utile în momentul în care un model complex SolidWorks este vizualizat cu aplicaţia gratuită SolidViewer şi se doreşte căutarea unei anumite componente (de exemplu, informaţii suplimentare despre modalitatea de îmbinare a două structuri, sau caracteristicile unui şurub) [23].

Modelarea plăcilor din metal este o altă facilitate oferită de SolidWorks. Toate operaţiunile de îndoire, tăiere sau pliere pot fi făcute direct pe suprafaţa metalică. Foarte folositoare este şi posibilitatea de import a tabelelor cu dimensiuni din Microsoft Excel, în momentul în care trebuie introduse cote precise (poate fi folosită pentru orice tip de model).

În procesul de proiectare a obiectelor complexe este esenţial să se poată obţine o imagine cât mai bună a anumitor zone. Pentru aceasta SolidWorks pune la dispoziţie un set puternic de vizualizări, care oferă o ergonomie sporită aplicaţiei. Pe lângă posibilitatea de împărţire a ecranului în mai multe ferestre, care să conţină diferite unghiuri de vedere asupra modelului, în SolidWorks se poate aduce rapid în ecranul de lucru oricare dintre feţele modelului. O altă facilitate interesantă este aceea prin care se pot afişa ca „umbrite” (shadow) acele contururi care în mod normal nu pot fi văzute dintr-un anumit unghi. Modelul poate fi afişat în mai multe stări, de la cea wireframe cu toate contururile afişate, la forma solidă, sau solid cu umbre (pentru o mai bună sesizare a contururilor). Folosind add-in-ul PhotoWorks, se pot aplica diferite texturi pe modele (există o bază destul de largă cu texturi pentru metale, plastic, lemn sau piatră), ilumina corespunzător anumite zone şi selecta o imagine de background – astfel se poate obţine o imagine cât mai reală a obiectului creat.

Solidworks este compatibil cu formatele de tip: DXF, DWG, CGR, IGES, STEP etc.

2.5.4.3. Programe CAM

POWERMILL

PowerMILL este un soft specializat CAM pentru fabricarea de forme complexe din industriile producătoare de scule, automobile şi aeronave, este un soft produs de DELCAM. Caracteristicile cele mai importante includ o paletă largă de strategii printre care, aşchierea de înaltă eficienţă, finisarea de viteză mare (high-speed) şi tehnici de fabricaţie în 5 axe, calcule de timp rapide şi unelte de editare puternice, pentru a asigura performanţă maximă sculei [26].

PowerMILL acceptă date de la orice sistem CAD, prin formatele: IGES, VDA, STL sau de la orice interfeţe directe. Se pot genera suprafeţe de aşchiere şi traiectorii de finisare, care optimizează productivitatea sculelor maşinii CNC, asigurând astfel o fabricaţie de o calitate deosebită a modelelor şi a sculelor. Un modul total integrat de simulare permite verificarea acurateţii şi eficienţa tuturor traiectoriilor, înainte ca maşina să fie pornită.


54

Datele pot fi importate dintr-un set larg de formate de schimb incluzând aici IGES, VDA, STL, SDRC IDEAS, ProE, SolidWorks, SolidEdge, Cimatron, CATIA, Unigraphics şi Parasolids. PowerMILL este tolerant cu traiectoriile cu date incomplete oferind o fabricaţie continuă chiar şi atunci când există intervale lipsă. Când aceste intervale lipsă sunt mai mari decât toleranţa acceptată PowerMILL se retrage la o înălţime z sigură, când intervalele sunt mai mici decât toleranţa, scula de aşchiere continuă fabricarea, peste intervalul lipsă.

PowerMILL include multe strategii pentru High Speed Machining care asigură condiţiile optime pentru o încărcare continuă consistentă, condiţii necesare pentru o aşchiere rapidă şi o finisare a suprafeţei excelentă. Trei exemple concludente sunt 3D Offset, Constant Z finishing şi Optimised Constant Z.

PowerMILL oferă strategii de fabricaţie poziţionale şi continue în 5 axe, pentru o producţie mai eficientă a componentelor în industria aeronautică, auto şi în aplicaţii de inginerie de precizie. Fabricaţia în 5 axe oferă multe beneficii care includ, prototiparea rapidă, prelungirea duratei de funcţionare a sculei aşchietoare şi reducerea reparaţiilor. PowerMILL suportă o paletă largă de strategii de fabricaţie şi de tipuri de scule, împreună cu o serie întreagă de traiectorii şi legături.

PowerSHAPE

PowerSHAPE este un software de modelare pentru proiectarea şi producerea formelor complexe, de modelare pentru producţie.

Cu ajutorul PowerSHAPE utilizatorii pot prelua şi proiecte dezvoltate cu alte sisteme de modelare şi folosind instrumente sofisticate de creare a suprafeţei (crearea suprafeţelor din curbe sau modificarea dinamică a suprafeţei), pot adăuga elemente complexe proiectului iniţial precum racordări sau suprafeţe de separaţie absolut necesare unei fabricaţii fără probleme.

O facilitate importantă este editarea orientată obiect (spre deosebire de alte programe CAD). Aceasta înseamnă că utilizatorul selectează întâi obiectul de editat şi apoi alege operaţia care trebuie efectuată asupra acestuia. În acest mod se reduce numărul de opţiuni disponibile la un moment dat, ajutând astfel ca PowerSHAPE să fie mai uşor şi mai rapid de utilizat.

Cele mai multe sisteme CAD 3D (atât modeloare de suprafeţe cât si de solide) sunt orientate mai mult spre proiectare decât spre fabricaţie, deci au tendinţa de a produce proiecte cu date incomplete de fabricaţie. PowerSHAPE este instrumentul recomandat pentru matriţeri şi producători de scule care primesc proiecte din alte sisteme şi trebuie să le verifice şi să le completeze înainte de a crea fişierele pentru maşina cu comandă numerică. PowerSHAPE acceptă date în toate formatele standard şi are interfeţe directe pentru cele mai cunoscute sisteme CAD/CAM [26].

HyperWORK

Operaţii de frezare 2.5 axe, strunjire şi tăiere cu fir pentru utilizatorii de AutoCAD. HyperWORK include funcţii pentru frezare 2.5D, strujire şi tăiere cu fir pentru a transforma AutoCAD-ul într-un produs de proiectare şi manufacturare. Lucrând integrat în AutoCAD


55

HyperWORK oferă o soluţie integrată CAD/CAM - unde piesele sunt proiectate în AutoCAD şi convertite în program NC pentru fabricaţie. Avantajele oferite de acest modul asigura reducerea timpului de proiectare şi producţie. Funcţionalităţi complete de manufacturare - hyperWORK combină funcţionalităţi complete de fabricaţie 2.5D într-un singur pachet.[27].

Operaţiile pentru strunjire includ:

• degroşare;

• finisare;

• debitare.

Operaţiile de tăiere cu fir suportă:

• tăiere după contur;

• tăiere în relief.

Poate fi completat cu:

• modul pentru roţi dinţate;

• postprocesoare adiţionale faţă de biblioteca existentă;

• PP adaptate pentru 2-4 axe;

• mentenanţă pentru produsul hyperCUT şi pentru opţiunile descrise anterior.

EDGECAM

EdgeCAM este o soluţie desktop de programare off-line a maşinilor cu comenzi numerice pentru prelucrare prin aşchiere (CNC) produs de Pathtrace. EdgeCAM se prezintă fie ca o aplicaţie Windows independentă pe 32 de biţi, fie ca aplicaţie AutoCAD destinată instalării peste Autodesk Mechanical Desktop (AMD).

Funcţia sa principală este aceea de a crea şi actualiza în manieră grafică şi interactivă - uzitând o bază de date completă 3D şi dubla precizie - programe CNC privind frezarea, strunjirea, rectificarea, alezarea şi electroeroziunea.

Rendering-ul şi verificarea on-screen a secvenţelor de comenzi generate pentru prelucrarea prin aşchiere, respectiv a traseelor sculelor de prelucrare, asigură încredere şi precizie, îngăduind detectarea timpurie a imperfecţiunilor de simulare a prelucrărilor. Generatoarele de cod din EdgeCAM pot produce secvenţe de comenzi pentru orice maşină de prelucrare mecanică dotată cu control digital complet. Aşa cum este de aşteptat EdgeCAM este capabil să preia integral datele şi rezultatele post-procesării create folosind sistemul PAMS de la Pathtrace. Legat tot de transferul de modele trebuie spus că versiunea pentru Windows permite atât conceperea de piese (ocupându-se singură de geometrie, curbe, suprafeţe şi cotări) cât şi preluarea modelelor din sistemele CAD consacrate, graţie interfeţelor standard de import (citeşte direct fişiere DWG/DXF, MicroStation, IGES, SAT şi VDA-FS).


56

Ca posibilităţi ale lui EdgeCAM pot fi enumerate următoarele: frezare pe 2.5 sau 3 axe; strunjire pe 2 axe cu cicluri automate; electroeroziune pe 2 axe. La acestea, versiunea „EdgeCAM for Mechanical Desktop Plus” adaugă:

• prelucrare completă de suprafeţe, prin rotirea planelor de aşchiere şi/sau prelucrare multiplană;

• strunjire pe 4 axe, plus programarea mişcărilor după axele C şi Y (atât pentru prelucrarea axială cât şi pentru cea radială);

• electroeroziune pe 4 axe;

• frezarea finisează complet suprafeţele permiţând chiar şi gravarea detaliilor descriptive ale piesei şi beneficiarului, iar fiecare suport de sculă poate fi sincronizat independent;

• este posibilă şi o frezare prin fire interne şi externe conform cerinţelor tehnologice din industria petrolieră;

• la simularea strunjirii se face şi afişarea timpilor de tăiere şi de pauze, cu posibilităţi de sincronizare retrospectivă şi de optimizare a secvenţelor fiecărui suport de cuţit.

Toate variantele de EdgeCAM au în comun:

• un bagaj de operaţii de prelucrare predefinite, nemijlocit modificabile prin parametri;

• compensarea razelor de parcurs de către sculele de aşchiere/eroziune;

• editare simplă şi rapidă a instrucţiunilor CNC (generabile şi în secvenţe condensate);

• limbaj de macro-uri cu generare de rutine (secvenţe de automatizare, de grupare, subrutine încuibate).

EdgeCAM include trei module responsabile cu strunjirea, frezarea şi cu electroeroziunea.

Strunjire (turning):

• varianta comună de EdgeCAM conţine facilităţi complete pentru strunjire pe două axe, însă pot fi procurate extensii pentru abordarea strunjirii pe patru axe, incluzând axele C, Y şi B;

• simulare grafică completă a procesului de aşchiere a materialului brut şi a evoluţiei sculelor strungului automat;

• control dinamic al cuţitelor de strunjire pentru mişcări rapide;

• toate secvenţele de strunjire generate sunt disponibile atât ca cicluri condensate cât şi sub formă de cod CNC neprescurtat (program complet);

• funcţiile de recunoaştere a geometriilor suprafeţelor elimină riscurile de exfoliere sau de deformare a suprafeţelor / pereţilor;


57

• la calcularea traseelor de prelucrare se pot lua în considerare şi inserarea şi degajarea sculelor de aşchiere (cuţite, burghie).

Frezare (milling):

EdgeCAM suportă frezare în 2.5 sau 3 axe, prelucrarea de suprafeţe, iar versiunea cea mai completă permite prelucrarea simultană pe 5 axe plus prelucrare multiplană; facilităţi de simulare cvasi-realistă şi de calitate a traseelor sculelor de aşchiere; operaţiile sunt înregistrate separat pentru a uşura resecvenţierea; facilitate automată.

Verificarea poate fi aplicată atât sistemelor de frezare cât şi celor de strunjire pentru a asigura o verificare detaliată a codului CNC şi pentru a permite utilizatorului să compare modelul iniţial proiectat (cel teoretic) cu rezultatul virtual al prelucrării prin secvenţa de comenzi numerice generată. Simularea interacţiunii dintre sculele de prelucrare şi materialul brut (la aşchierea din corpul materialului) permite validarea procesului, precum şi verificarea şi identificarea coliziunilor, deformărilor şi exfolierilor. Modulul de verificare a traseelor de prelucrare tratează şi afişează ca solide: materialul brut (profile, bare, piese turnate), clemele şi bridele de prindere, vârfurile de centrare şi sculele de prelucrare mecanică (cuţite de strung, freze deget, freze cilindrice, freze cilindro – frontale, burghie etc.).

Biblioteca de scule din EdgeCAM fluidizează procesul de programare a maşinilor de prelucrare cu comenzi numerice, conţinând facilităţi generoase de administrare a sculelor. Baza de date este compatibilă cu dBASE IV şi SQL, iar specificaţiile tehnice de producţie se supun standardelor ISO, ANSI şi BS (British Standard). Sculele pot fi grupate în „truse” specifice, sau asignate cu informaţii privind exploatarea, manevrarea sau administrarea (poziţia suportului de cuţit, comentarii, parametri de instalare, regimul termic al modelului, răcirea forţată etc.).

Tot la acest capitol se înscrie şi biblioteca de materiale prin care se evidenţiază diverse grade de rugozitate a suprafeţelor obţinute prin simularea prelucrărilor, şi care furnizează astfel informaţii corelate privind vitezele şi sculele de prelucrare [22].

SURFCAM

Sistemele SURFCAM, produse de Surfware, oferă soluţii de modelare a suprafeţelor şi prelucrare a acestora pe maşini cu comandă numerică (MUCN), având posibilitatea generării traiectoriilor sculelor şi postprocesării acestora pentru maşini pornind de la strunguri, maşini de tăiere cu fir (electroeroziune), cu laser sau jet de apă, până la maşini de frezare cu 2 până la 5 axe.

Prima versiune SURFCAM, lansată în 1988, oferea modelarea 3D a suprafeţelor neuniforme (NURBS), rotirea dinamică în timp real a modelului şi prelucrarea în 3 axe, pentru ca un an mai târziu să ofere capabilităţi de prelucrare până la 5 axe .

Intuind migraţia sistemelor CAD/CAM către PC şi platforme Windows, Surfware a lansat în 1993 primul sistem CAM pentru Windows. SURFCAM 4 a fost rescris în întregime pentru lucrul pe 32 biţi, oferind multitasking real. Astfel se pot rula mai multe sesiuni SURFCAM pe aceeaşi platformă hard, permiţând verificarea traiectoriilor sculelor pe un sistem, în timp ce pe un alt sistem se pot genera noi traiectorii.


58

SURFCAM este un produs cu mai multe nivele de funcţionalitate. Astfel se poate porni cu un sistem SURFCAM 2Axis şi, ulterior, să se adauge noi capabilităţi până la 4 sau 5 axe, pe măsură ce necesităţile o impun.

SURFCAM oferă cotare conform standardelor, cu poziţionarea dinamică a cotelor cu suport pentru toleranţe şi font-uri Windows.

Modelorul wireframe permite obţinerea de suprafeţe complexe generate prin operaţii ca: SWEEP, LOFT, racordări cu raze variabile (în număr nelimitat), operaţii de editare a suprafeţelor (trim, extend), sau operaţii de generare a suprafeţelor neuniforme (NURBS) prin operaţia de „blend” între 2, 3 sau 4 curbe sau suprafeţe. O altă capabilitate este aceea de a genera linii de separaţie şi de separare automată a cavităţii şi miezului, în cazul matriţelor.

SURFCAM permite folosirea modelelor create cu alte sisteme CAD prin convertirea unor variate tipuri de fişiere. Cu ajutorul modulului SURFCAM Utilities pot fi convertite fişiere din următoarele formate: Initial Graphics Exchange Specification (IGES), Drawing Exchange Format (DXF), Ford Standard Tape (FST), Chrysler Standard Format (CSF), CADKEY Advanced Design Language (CADL), General Motors Design Format (DES), Northrop/McDonnell Douglas Mesh Type 6 (NCAL), ACIS format (SAT), European Automotive formats (SPAC, VDA), Free-form Digitized Data (asc), Sharnoa Digitized Data format (shn), Brown & Sharp Digitized Data format (brn).

SURFCAM prezintă o bibliotecă predefinită de scule aşchietoare şi materiale de prelucrat, cu ajutorul cărora sunt calculate automat vitezele de aşchiere şi avansurile pe baza geometriei sculei, a materialului sculei, a materialului de prelucrat etc. [63].

Această bibliotecă predefinită conţine peste 500 de scule aşchietoare standard, incluzând freze, burghie, cuţite de strung, ş.a. Biblioteca de scule poate fi completată cu scule şi materiale definite de utilizator, numărul adăugirilor fiind practic nelimitat.

Odată alese sculele aşchietoare, materialul de prelucrat şi suprafaţa sau suprafeţele ce vor fi prelucrate, generarea traiectoriilor sculelor este un proces rapid.

SURFCAM oferă posibilitatea de a genera traiectoriile sculei aşchietoare pentru suprafeţe multiple prin operaţii de degroşare (Z-level roughing) şi finisare (Z-level finishing). Se scurtează astfel timpul de lucru în SURFCAM cât şi timpul propriu-zis de prelucrare.

Verificarea traiectoriilor generate se realizează cu modulul SURFCAM Verify ce permite vizualizarea în timp real a procesului de prelucrare a modelului din semifabricatul pe care îl doreşte utilizatorul. Se pot astfel urmări procesul de înlăturare a materialului şi pot fi detectate eventualele erori de prelucrare.

2.5.4.4. Programe CAE

ADINA

Adina este un sistem performant de analiză cu elemente finite pentru structuri, transfer termic şi curgeri de fluide.

Adina System este o soluţie pentru analiză folosind metoda elementelor finite a structurilor , transferului termic între corpuri, curgerilor de fluide etc.


59

Module componente ale Adina System:

• Adina User Interface, furnizează funcţionalitate completă pentru preprocesare şi postprocesare pentru toate celelalte module componente;

• Adina Modeler reprezintă un modul add-on la Adina User Interface care permite modelare de solide şi integrare în alte sisteme CAD bazate pe tehnologia Parasolid, de asemenea furnizează funcţiile de analiză liniară şi neliniară pentru solide şi structuri. Prin Adina-M se pot importa în mod direct geometrii bazate pe modelul Parasolid (ex. Unigraphics, SolidWorks sau SolidEdge). În plus mai sunt disponibile programe care asigură interfaţa pentru programe cunoscute ca I-DEAS, Patran, Pro/ENGINEER sau AutoCAD. Acolo unde nu exista o interfaţă directă , transferul informaţiilor despre geometrie se poate face prin IGES;

• Adina-F, reprezintă modulul CFD de analiză pentru curgeri de fluide compresibile sau incompresibile având capacitatea deosebită de modificare a limitelor şi re-mesare automată;

• Adina-T, grupează procedurile de analiză a transferului de căldură pentru solide şi probleme de câmp termic;

• Adina-FSI (Fluid Structure Interaction),este dedicat analizei cuplate pentru interacţia fluid - structură;

• Adina-TMC, furnizează instrumentele pentru analiza cuplată mecano-termică, inclusiv pentru analiza contactului cu transfer termic [71].

Design Space

DesignSpace este primul produs software ce foloseşte tehnologia ANSYS pentru analiza cu element finit şi care este complet integrat cu Autodesk Mechanical Desktop.

DesignSpace se comercializează ca un pachet de analiză pentru un sistem CAD specific. DesignSpace arată şi lucrează identic, indiferent de platforma CAD, diferenţa apare la integrarea datelor, care este complet transparentă pentru utilizator. Platformele CAD suportate sunt: Mechanical Desktop, Inventor, CATIA, Pro/Engineer, Unigraphics, SolidWorks, Solid Edge.

Funcţionalităţile de analiză ale DesignSpace pentru fiecare sistem CAD sunt organizate în patru pachete şi module adiţionale, fiecare destinat să satisfacă cerinţele unui profil particular de utilizatori:

a. DesignSpace 6 Entra- este pachetul destinat analizei şi simulării la nivel de reper.

Include toate instrumentele necesare pentru:

• analiza statică lineară, modală şi influenţa temperaturii;

• lucru direct pe modele solide din Mechanical Desktop;

• posibilitate de a lucra pe mai multe proiecte concomitent;

• alegere mediu de lucru;


60

• alegere încărcări pe piese;

• alegere suporturi piesă;

• alegere tip de analiză;

• afişare şi interpretare rezultate;

• gestionare rezultate.

b. DesignSpace 6 Advansia- are toate funcţionalităţile din DesignSpace Entra, acestea putându-se aplica, în plus, pentru studiul comportării ansamblurilor de repere create cu Mechanical Desktop.

c. DesignSpace 6 Optima- are toate funcţionalităţile din DesignSpace Advansia, incluzând, în plus, control manual asupra discretizării modelului şi simularea contactelor nelineare în ansambluri.

d. Additional CAD Readers/Plug-ins - sunt destinate companiilor care folosesc mai multe platforme CAD, permiţând citirea geometriilor din cele mai populare pachete CAD [68].

MSC NASTRAN

Destinat analizei structurale mecanice, termice şi optimizării. Pentru analize complexe (electromagnetic/mecanic, electromagnetic/termic etc.) se cuplează cu capabilităţile de calcul electromagnetic ale pachetului MSC/EMAS. MSC/NASTRAN este recunoscut ca cea mai bună implementare (profesională) a proiectului public NASTRAN dezvoltat de NASA pentru programul APOLLO în 1967. MSC/NASTRAN oferă o largă varietate de tipuri de analize: analiză statică liniară, analiză modală, flambaj, transfer de căldură (staţionar, tranzient, liniar şi neliniar), analiză dinamică liniară şi neliniară (răspuns tranzitoriu, răspuns în frecvenţă, răspuns aleatoriu, analiză spectrală), analiză neliniară statică, aeroelasticitate, acustică, oboseală şi durată de viaţa, optimizare, analize complexe cu suprapunerea efectelor termice şi mecanice.

MSC/NASTRAN oferă posibilitatea elaborării de modele structurale ce includ atât materiale ordinare, cât şi materiale compozite, cu diferite grade de anizotropie.

MSC/MVISION este primul sistem dedicat ce vizează integrarea informaţiilor privitoare la proprietăţile fluxurilor de materiale în procesul de producţie. MVISION dă posibilitatea creării şi exploatării unei baze de date de materiale, prin vizualizarea, compararea şi filtrarea proprietăţilor acestora. MVISION furnizează baza de materiale necesară calculelor cu MSC/NASTRAN, MSC/DYTRAN, MSC/FATIGUE şi MSC/EMAS

MSC/DYTRAN: solver (modulul de calcul propriu-zis) pentru analiza deformaţiilor în regim dinamic puternic neliniar (deformaţii mari prin explozie, ambutisare, forjare şi impact), pentru structuri solide şi structuri complexe solid-fluid.

MSC/EMAS este un pachet pentru analiza fenomenelor electromagnetice. Împreună cu MSC/NASTRAN este folosit pentru modelarea fenomenelor complexe (mecanice şi electromagnetice), stabilind interacţiuni între ele.


61

MSC/ARIES şi MSC/PATRAN: pre şi postprocesoare (pre: etapa iniţială a creării modelului virtual cu element finit şi stabilirea parametrilor analizei; post: interpretarea şi analiza rezultatelor) pentru MSC/NASTRAN şi MSC/EMAS, respectiv pentru MSC/NASTRAN, MSC/DYTRAN şi MSC/FATIGUE.

MSC/FATIGUE: pachet destinat analizei la oboseală şi estimarea duratei de viaţă a structurilor mecanice [60].

ASTADIS

Astadis este un pachet de programe de calcul şi analiză a structurilor din bare, care permite exploatarea puterii metodelor numerice de analiză cu elemente finite, fiind destinat cu precădere inginerilor constructori, proiectanţi de structuri, permiţând determinarea stării de eforturi şi de deformaţii pentru structuri din bare, alcătuite din beton armat, lemn, metal sau mixte (beton-metal, metal-lemn sau alte materiale convenţionale).

Tipurile de structuri care pot fi analizate sunt: grinzi continue, structuri articulate plane, cadre plane, reţele de grinzi, structuri articulate spaţiale, cadre spaţiale.

Pentru analiza dinamică a structurilor sunt utilizate două metode:

• analiza dinamică a structurilor prin integrarea accelerogramelor (seismogramelor) - înregistrate sau generale - prin metoda „pas cu pas”, indiferent de perioada semnificativă sau de durata mişcării seismice;

• analiza pseudo – dinamică a structurilor cu ajutorul sarcinilor seismice de cod.

Principalele avantaje ale utilizării aplicaţiei Astadis sunt:

• reducerea timpului de elaborare a proiectului de rezistenţă de circa douăzeci de ori;

• selecţionarea tuturor posibilităţilor de solicitare ale secţiunilor dimensionate şi armarea lor corespunzătoare după normativele actuale în vigoare;

• efectuarea tuturor verificărilor complexe impuse de legislaţia în vigoare;

• înlăturarea erorilor umane în proiectarea şi desenarea elementelor structurale [62].

COSMOS

În cadrul programului COSMOS modelarea tridimensională este realizată având la bază standardul ACIS, care reprezintă o biblioteca de funcţii C++.

Facilităţile sunt cele comune tuturor programelor de modelare a solidelor:

• parametrizarea totală şi bidirecţională;

• existenţa unor primitive 3D de tip paralelipiped, con, cilindru, tor, sferă;

• posibilitatea combinării acestor entităţi prin operaţii de algebră booleana în vederea obţinerii unor entităţi complexe;


62

• aplicarea unor elemente specifice proiectării constructive: teşiri, racordări, găuri;

• posibilitatea generării unor biblioteci parametrizate de profile;

• utilizarea conceptului de „features manager” în vederea editării atât a entităţilor, cât şi a modului de combinare a acestora;

• posibilitatea de a lucra cu facilităţile conceptului de „assembly”, referitoare la desenul de ansamblu.

Analiza structurală reprezintă elementul de noutate al sistemului integrat, atât ca prezenţă chiar în meniul principal, cât şi ca tehnologie. Toate etapele parcurse pentru calculul de tensiuni şi deplasări au algoritmi optimizaţi, ceea ce conduce la o reducere drastică a timpului necesar. Modul de definire al parametrilor specifici este deosebit de facil şi are ca scop extinderea conceptului de parametrizare chiar pentru partea structurală.

Condiţiile de contur (rezemări, încastrări etc.) şi solicitările (forţe, presiuni etc.) sunt asociate cu elemente geometrice; astfel, orice modificări care apar în modelul geometric se transmit automat către parametrii specifici analizei structurale.

Programul dispune de algoritmi moderni cu ajutorul cărora acesta, în urma analizei elementelor geometrice, detectează atât mărimea optimă a elementului finit, cât şi distribuirea acestora pe elementele geometrice.

În ceea ce priveşte post procesarea, se pot obţine hărţi de deplasări sau tensiuni, care oferă o imagine foarte relevantă asupra comportării piesei respective.

În urma unor studii de caz se poate observa că există posibilitatea ca anumite tensiuni sau deformaţii să aibă valori importante chiar în interiorul solidelor, fiind astfel mai greu de depistat aceste valori prin utilizarea facilităţilor prezentate anterior. Pentru eliminarea acestui neajuns, au fost create două noi posibilităţi care au următoarele facilităţi:

• identificarea valorilor în diverse secţiuni de-a lungul uneia din cele trei axe de coordonate;

• identificarea şi vizualizarea izo-suprafeţelor pentru anumite mărimi.

Sistemul are la dispoziţie în configuraţia de baza 4 tipuri de analiză:

• static liniar;

• frecvenţe proprii;

• stabilitate;

• termic.

Extragerea desenelor de execuţie se face în mod automat, astfel:

• vederile sunt realizate automat în timp ce se generează modelul;

• secţiunile sunt generate direct prin indicarea traseului de secţionare;

• cotarea se face automat prin alegerea entităţii care trebuie cotată.

Programul mai pune la dispoziţie şi alte facilităţi din zona de desenare, cum ar fi utilizarea conceptului de strat, tip de linie, text şi aliniere etc.


63

Comanda numerică se realizează prin transferul către programe specializate a oricărui tip de fişier specializat acestei operaţii: DXF, IGS, SAT.

Un alt avantaj important al acestui sistem este deschiderea către cele mai importante pachete de CAD şi element finit, cum ar fi: AutoCAD, Pro/Engineer, Catia, Solid Works, Euclid, Ansys, Nastran. Este de remarcat faptul că pentru fiecare din aceste programe exista interfaţă specială, care ţine cont de toate elementele specifice ale fiecărui program [61].

Working Model 3D

Working Model 3D un produs CAE (Computer Aided Engineering) care reuneşte modelarea, simularea şi analiza, beneficiind de o interfaţă Windows consistentă.

Tehnologia ACM (Automatic Constraint Mapping) extinde ansamblul CAD într-o funcţiune Working Model prin maparea automată a geometriei modelului solid în părţi componente, iar constrângerile ansamblului transformându-le în articulaţii mecanice. Acestea devin astfel, bazele pentru versiunea funcţională a proiectului.

Working Model 3D oferă o completă gamă de elemente de legături şi constrângeri 3D, de la motoare şi pistoane, la arcuri, tije şi lanţuri, dând posibilitatea utilizatorului să poată crea orice tip de mecanism 3D pe care şi-l doreşte, indiferent de gradul de complexitate al acestuia. De asemenea, Working Model 3D include detecţia automată a coliziunilor dintre părţile componente ale ansamblului, având capacitatea unică de a simula cum interacţionează acestea între ele. Folosind această facilitate, proiectantul poate să mute componentele care determină aceste coliziuni şi să verifice din nou interferenţa dintre componente.

Produsele Working Model 3D sunt:

• Working Model 3D;

• Working Model Engineering Desktop - include cele mai recente versiuni ale programelor Working Model 3D şi Working Model 2D.

Produsele de integrare CAD sunt:

• Working Model 3D for Mechanical Desktop;

• Working Model 3D for Solid Edge;

• Working Model 3D for SolidWorks;

• Working Model 3D for Pro/ENGINEER.

Produsele de simulare a mişcării legate de FEA sunt:

• Working Model 3D/COSMOS Simulation Desktop for Solid Edge;

• Working Model 3D/COSMOS Simulation Desktop for SolidWorks [64].

Alte soft-uri CAE: ABACUS: pentru structuri navale, ARGUS: pentru analiza generală a structurilor, BOSOR4: pentru analiza învelişurilor, CHAMPION 3D: pentru învelişuri de rachete, LAMPSA: învelişuri şi plăci din compozite, PAC 78: analiza structurilor din compozite.


64

Concluzii:

Între soft-urile prezentate anterior există diferenţe de compatibilitate. Dacă o parte dintre acestea vor fi folosite de către diverse organizaţii din cadrul sistemului cooperativ vor apărea probleme de compatibilitate şi transfer între fişiere şi eventual între versiunile aceluiaşi soft.

De exemplu dacă se importă un desen 2D dintr-o versiune anterioară a soft-ului CATIA într-o versiune superioară se vor remarca diferenţe de grosimi de linie, în unele cazuri liniile subţiri vor fi transformate în linii foarte groase. Aceeaşi problemă se regăseşte şi la transferul între soft-uri diferite. În cazul transferurilor de componente 3D apar alte tipuri de probleme, de exemplu în cazul transferului între CATIA şi SolidEdge folosind formatele neutre de tip STEP/IGES:

• pierderea de date;

• piesele nu sunt recunoscute ca entităţi separate, ansamblul fiind văzut ca un întreg;

• apar diferenţe de culori între părţile componente ale ansamblului

În continuare este prezentată o analiză comparativă a trei soft-uri (CATIA, UNIGRAPHICS şi SolidWorks) luând în considerare: nucleul geometric folosit, tehnicile de modelare, tipuri de curbe şi suprafeţe, tipuri de formate de import / export suportate, module integrate, compania producătoare şi preţ.

a. CATIA


65

b. UNIGRAPHICS

c. SolidWorks


66

2.7. Concluzii

Avantajele sistemelor cooperative:

a. activitatea creativă de cercetare, proiectare şi dezvoltare de produse noi şi aplicaţii în colaborare în domenii ca de exemplu:

• proiectare asistată de calculator/fabricaţie asistată de calculator CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing) ;

• inginerie concurentă conveior;

• utilizarea de sisteme CASE.

b. procesele economico-administrative pentru:

• activităţile de marketing, desfacere, aprovizionare şi financiare (gestiunea comenzilor şi facturilor etc.);

• procesarea tranzacţiilor;

• gestiunea fluxului de lucru;

• activitatea de personal;

• activităţi de birotica.

Avantaje ale folosirii sistemelor cooperative:

• protecţia proprietăţii intelectuală, deoarece organizaţia pune la dispoziţia partenerilor doar informaţiile necesare;

• reduce costul cu privire la adaptarea infrastructurii la cerinţele partenerilor şi ale proiectului;

• flexibilitate crescută;

• are loc o îmbunătăţire a relaţiilor din interiorul organizaţiei;

• accesul la baza de date a proiectului se face pe nivele de securitate în funcţie de importanţa partenerului, a gradului său de implicare în cadrul proiectului şi a tipului de informaţie solicitat;

• oferă un nivel de automatizare al fluxului de lucru adecvat cu cerinţele companiei;

• asigură accesul la toate serviciile oferite de web, mai ales în cazul echipelor de lucru distribuite geografic;

• trebuie să asigure respectarea standardelor în vigoare cu privire la sistemele de operare şi securitatea informaţiilor;

• permite interacţiunea şi vizualizarea în timp real între parteneri, fapt ce duce la o reducere de cost şi de timp în conceperea produsului;


67

• existenţa unei interfeţe comune ce permite comunicarea, organizarea şi colaborarea;

• acest tip de sisteme trebuie să fie uşor de utilizat şi să prezinte elemente comune şi standardizate pentru a înlătura barierele tehnologice şi culturale[31].


Cap. 3. CERCETĂRI PRIVIND TEHNICILE MULTIAGENT ÎN IMPLEMENTAREA SISTEMELOR COOPERATIVE

3.1. Inteligenţa artificială distribuită. Având în vedere faptul că domeniul de cercetare privind inteligenţa artificială distribuită se dezvoltă şi se diversifică continuu este foarte dificil de prezentat o definiţie unanim acceptată. Se poate spune că inteligenţa artificială distribuită se referă la „studiul şi proiectarea sistemelor formate din mai multe entităţi care interacţionează, distribuite din punct de vedere logic şi deseori spaţial şi care pot fi considerate într-un anumit sens autonome şi inteligente” [54].

Domeniul inteligenţei artificiale distribuite se află la graniţa dintre inteligenţa artificială şi calculul distribuit. Inteligenţa artificială distribuită constă în studiul rezolvării distribuite a problemelor şi studiul sistemelor multiagent.

Fig. 3.1. - Inteligenţa artificială distribuită

Necesitatea utilizării sistemelor distribuite este justificată de extinderea paradigmei cooperării om – maşină printr-o abordare mai naturală bazată pe rezolvarea distribuită a problemelor. De asemenea, un sistem poate fi atât de complicat şi poate conţine atât de multe cunoştinţe încât este mai bine să fie împărţit în diverse entităţi cooperative în scopul de a obţine o eficienţă crescută: modularitate, flexibilitate şi un timp de răspuns mai scurt.

68


69

De asemenea, este necesară integrarea sistemelor de inteligenţă artificială deja existente, atât între ele cât şi cu componente de prelucrare clasică.

Diferenţa principală dintre rezolvarea distribuită a problemelor (DPS) şi sistemele multiagent (SMA) se referă la faptul că primul domeniu se ocupă de managementul informaţiei, aici o problemă complexă este descompusă în mai multe subprobleme mai simple care sunt rezolvate separat şi apoi rezultatele parţiale sunt combinate pentru a forma soluţia finală astfel se presupune că entităţile care rezolvă subproblemele sunt compatibile. Al doilea domeniu, cel al sistemelor multiagent studiază managementul comportamentului, agenţii pot avea arhitecturi diferite, sau chiar scopuri conflictuale, şi totuşi trebuie să interacţioneze.

Dezvoltarea acestui domeniu se datorează progresului rapid înregistrat de sistemele de operare „multi-tasking” şi a limbajelor de programare orientate obiect, fapt ce a dus recent la apariţia, proiectarea şi implementarea sistemelor bazate pe agenţi.

Noua tendinţă este aceea de a folosi tehnologia orientată agent în implementarea sistemelor cooperative.

3.2. Agenţii

Conceptul de agent este unul recent apărut şi suferă schimbări rapide şi continue, unii cercetători consideră agenţii ca fiind o nouă paradigmă în domeniul cercetării computaţionale. Ei aduc o nouă abordare şi constituie noi instrumente de lucru. Nu există o definiţie unanim acceptată, diferiţi cercetători insistând mai mult sau mai puţin asupra unora dintre proprietăţi în funcţie de domeniul de aplicaţie dar în principal majoritatea consideră autonomia ca fiind o proprietate definitorie a agentului.

Noţiunea de agent poate avea diverse interpretări în funcţie de domeniul particular în care este utilizată. Există agenţi în ştiinţele cognitive, economice, sociale, în biologie şi, recent, în ştiinţa calculatoarelor.

3.2.1. Definiţie

În continuare, sunt prezentate câteva definiţii propuse de diferiţi cercetători:

Agentul AIMA este descris ca fiind „orice lucru care îşi poate percepe mediul prin senzori şi poate acţiona asupra acelui mediu prin efectori” [48]. Definiţia depinde în mare măsură de ce se înţelege prin mediu, percepţie şi acţiune. Astfel, dacă mediul asigură intrări pentru agenţi şi le primeşte ieşirile, orice program poate fi considerat agent.

Agentul MAES: „Agenţii autonomi sunt sisteme computaţionale care populează un anumit mediu dinamic complex, percep şi acţionează autonom în acest mediu şi astfel îşi realizează un set de scopuri sau sarcini pentru care au fost proiectaţi” [37]. Această definiţie adaugă un element foarte important: autonomia agenţilor, însă limitează tipurile de mediu, astfel încât acestea să fie complexe şi dinamice. Putem deci considera că un agent este „un


sistem computaţional situat într-un mediu de execuţie şi capabil de acţiune autonomă în acel mediu pentru a-şi îndeplini obiectivele planificate” [55].

Agentul MuBot: „termenul de agent este folosit pentru a prezenta două concepte: primul priveşte abilitatea agentului de a se executa autonom, iar al doilea reprezintă abilitatea agentului de se executa într-un domeniu orientat spre un anume scop” [24]. Definiţia se referă în principal ca autonomia agentului şi la obiectivul precis pe care acesta trebuie să îl realizeze, nu se face nici o specificaţie în legătură cu condiţiile de mediu în care acesta acţionează.

Agentul KidSim: „Agentul este o entitate software persistentă ce are un scop specific. Prin persistenţă agentul se deosebeşte de subrutine, agenţii au propriile idei despre cum să îndeplinească sarcinile. Scopul specific îi distinge de aplicaţiile multifuncţionale mai ales că agenţii au dimensiuni mult mai mici” [49]. Autorii insistă asupra scopului specific al agenţilor şi a diferenţei semnificative între un agent şi un program obişnuit.

Agentul SodaBot: „Agenţii sunt programe care pot dialoga, negocia şi coordona transferul de informaţie” [59]. Definiţia specifică faptul că agentul este un program, dar mult mai evoluat, se insistă pe diferenţa între un program obişnuit şi un agent, acesta este capabil să coopereze, să negocieze şi să coordoneze.

Agentul Brustoloni: „Agenţii autonomi sunt sisteme capabile de autonomie şi acţiuni spre realizarea unui scop în lumea reală”[13], [2]. Această definiţie exclude agenţii software şi programele în general, şi se insistă asupra faptului că agenţii trebuie să supravieţuiască în lumea reală.

Fig. 3.2. – Arhitectura unui agent

În figura 3.2 este prezentată arhitectura unui agent şi mediul în care acţionează. Agentul este înzestrat cu un receptor care va capta stimulii din mediul său de execuţie. Aceştia pot veni din partea altor agenţi, din partea utilizatorului sau ca urmare a schimbării mediului de execuţie a obiectivului stabilit.

Agentul este înzestrat cu un analizator şi cunoştinţe. Cunoştinţele provin fie din partea de programare a agentului, fie din experienţele anterioare ale acestuia, agentul stocând toate activităţile iniţiale în încercarea sa de a realiza obiectivul propus, fiind capabil sa înveţe din activitatea anterioară.

70


Pe baza cunoştinţelor deţinute, a activităţii şi a analizei informaţiei primite, agentul este capabil sa ia autonom o decizie cu privire la acţiunea ce trebuie să o întreprindă pentru a îndeplini obiectivul propus. Astfel informaţia se va întoarce modificată în mediu. Un studiu referitor la influenţa mediului asupra agentului şi vice-versa se va regăsi într-un capitol ulterior.

3.2.2. Clasificări

3.2.2.1. Taxonomia generală a agenţilor

Una dintre cele mai generale clasificări este cea propusă de Kiel [34]. În analogie cu arborele filogenetic din biologie, se urmăresc marile categorii de agenţi care pot fi mai apoi particularizate. Astfel agenţii autonomi pot fi agenţi biologici, agenţi robotici şi agenţi computaţionali. Agenţii computaţionali pot fi clasificaţi în agenţi software şi agenţi de viaţă artificială. La rândul lor agenţii software sunt de mai multe tipuri în funcţie de obiectivul pe care îl au, de caracteristicile deţinute, de mediul în care acţionează etc.

Fig. 3.3. – Taxonomia generală a agenţilor

3.2.2.2. Clasificarea lui Nwana

Agenţii pot fi clasificaţi prin prisma unor caracteristici minimale pe care trebuie să le manifeste. S-a identificat o listă minimală cu trei elemente: autonomie, învăţare şi cooperare.

Autonomia se referă la capacitatea de operare fără intervenţie umană, cu scopul de a-şi îndeplini scopurile proprii şi pe cele ale utilizatorilor. Cooperarea este motivul pentru care în situaţii în care un singur agent nu ar putea funcţiona sau nu ar putea funcţiona eficient, alegem să utilizăm mai mulţi agenţi în sisteme multiagent. De asemenea, pentru a fi considerat inteligent, un agent trebuie să fie capabil să înveţe din interacţiunile cu mediul exterior şi are drept consecinţă o creşte a performanţei în decursul timpului. Din combinarea acestor atribute, se pot deduce patru tipuri de agenţi: colaborativi, colaborativi instruibili, de interfaţă şi agenţi inteligenţi [43].

71


Fig. 3.4. – Clasificarea lui Nwana

3.2.2.3. Agenţii inteligenţi

Câteva definiţii reprezentative privind agenţii inteligenţi pot fi următoarele:

Agentul Hayes-Roth: „Agenţii inteligenţi efectuează în mod continuu trei funcţii: perceperea condiţiilor dinamice din mediu, acţiunea pentru influenţarea condiţiilor din mediu şi raţionamentul pentru interpretarea percepţiilor, rezolvarea problemelor, deducerea interferenţelor şi determinarea acţiunilor” [17]. Definiţia insistă asupra raţionamentului necesar selectării acţiunilor, însă dacă acest concept este interpretat într-un sens mai larg, arhitectura rezultantă permite şi acţiuni reflexe pe lângă cele planificate.

Agentul IBM: „Agenţii inteligenţi sunt entităţi software care îndeplinesc anumite operaţii în numele utilizatorului sau al altui program, cu un anumit grad de independenţă sau autonomie, folosind astfel cunoştinţe sau reprezentări ale scopurilor sau dorinţelor utilizatorului” [18]. Această definiţie aduce în discuţie o altă trăsătură a agenţilor – cooperarea. De asemenea, se poate deduce că orice agent software este un program, însă un program nu se consideră agent decât dacă manifestă anumite caracteristici.

Wooldridge şi Jennings [57] definesc un agent inteligent ca fiind un sistem hardware sau software, care se posedă următoarele proprietăţi:

• autonomie: agentul operează ca un proces de sine stătător, fără intervenţie umană directă şi deţine controlul asupra acţiunilor şi stării sale interne;

• reactivitate: agentul îşi percepe mediul (care poate fi de exemplu lumea fizică, un utilizator prin intermediul unei interfeţe grafice, o colecţie de alţi agenţi, Internet-ul etc.) şi răspunde prompt schimbărilor petrecute în mediul respectiv;

• proactivitate: agentul nu numai că reacţionează la schimbările mediului său de execuţie, ci este capabil să manifeste un comportament orientat spre scop prin preluarea iniţiativei;

• abilitate socială: agentul interacţionează cu alţi agenţi (sau cu oamenii) printr-un anumit limbaj de comunicare între agenţi.

72


73

În concluzie inteligenţa reprezintă capacitatea de acţiune autonomă flexibilă, unde flexibilitatea presupune reactivitate, proactivitate şi aptitudine socială.

3.2.2.4. Caracteristicile agenţilor

Orice agent trebuie să înglobeze toate cele patru caracteristici: autonomie, reactivitate, orientat spre un scop şi să acţioneze continuu pe o anumită perioadă de timp. La acestea adăugând celelalte caracteristici: cum ar fi învăţarea sau mobilitatea duce la o specializare a agentului respectiv [2].

Autonomia: un agent operează fără intervenţie umană, are iniţiative şi exercită control asupra propriilor lui acţiuni. Agentul acceptă cereri de la utilizatori dar are şi abilitatea de a lua iniţiativa, el este cel care decide cum şi unde va satisface aceste cereri. În acelaşi timp agentul colaborează cu utilizatorul sau alţi agenţi pentru satisfacerea cerinţelor acestora, putând să propună modificări sau să ceară date suplimentare.

Coordonarea: există o motivaţie şi un interes colectiv al agenţilor, astfel avem:

• agenţi cu scopuri proprii şi fără legătură cu ceilalţi agenţi;

• agenţi cu scopuri proprii dar aflaţi în competiţie cu ceilalţi agenţi pentru aceleaşi resurse;

• agenţi cu scopuri proprii aflaţi în competiţie cu ceilalţi agenţi pentru realizarea unui obiectiv propriu;

• agenţi cu scopuri proprii dar în alianţă cu alţi agenţi pentru realizarea obiectivului.

Comunicare: un agent trebuie să fie capabil să se angajeze în comunicări şi dialoguri complexe cu alţi agenţi sau persoane pentru a obţine informaţii sau ajutor în satisfacerea scopurilor, toate acestea fiind posibile prin existenţa unui protocol de comunicare, limbaj de comunicare, negociere, ontologie.

Cooperarea este realizată prin intermediul comunicării şi se referă la capacitatea agenţilor de a aborda în comun aceleaşi subiecte de interes, în ideea ducerii la bun sfârşit a ceea ce şi-au propus. Pentru a coopera, agenţii trebuie să posede abilităţi sociale, cum ar fi abilitatea de a interacţiona cu alţi agenţi şi/sau oameni, pe baza unui limbaj de comunicare.

Abilitatea socială, se referă la cooperarea dintre agenţi, la partajarea scopurilor. Un simplu schimb de informaţii nu poate fi considerat drept comportament social, care se dovedeşte mult mai complex. Există cazuri în care atingerea propriilor scopuri intră în conflict cu interesele altor agenţi. În astfel de cazuri se recurge la negociere, alegerea unor acţiuni alternative etc.

Învăţarea este o caracteristică a agenţilor care îşi adaugă cunoştinţe noi stărilor lor interne, pe baza reacţiilor proprii şi/sau interacţiunii lor cu mediul exterior.

Reactivitatea este o proprietate necesară atunci când agentul acţionează în medii ce se află în continuă schimbare (poate fi lumea fizică, un utilizator prin intermediul unei interfeţe, o colecţie de alţi agenţi sau Internet), iar agentul reacţionează în mod continuu pentru a se adapta modificărilor. În astfel de medii dinamice, evenimentele externe pot


74

schimba chiar precondiţiile considerate iniţial pentru începerea execuţiei unei acţiuni. Printr-o continuă reactualizare a informaţiilor despre mediu, se poate evita încercarea de a atinge scopuri ce nu mai sunt actuale. Dacă însuşi scopul se modifică, atunci trebuie luată o decizia de nu mai continua acţiunea prin consultarea utilizatorului.

Comportamentul unui agent reactiv urmează o schemă de tip reflex; stimul → răspuns, în cadrul unui ciclu percepţie→ decizie → acţiune.

Agenţii pot avea şi caracteristici suplimentare cum ar fi: noţiuni mentale (păreri, dorinţe, obligaţii, opţiuni), raţionalitate, adaptabilitate şi învăţare. În prezent nu există agenţi inteligenţi care să le înglobeze pe toate.

Proactivitatea este o proprietate a unui agent ce posedă resurse, competenţe şi obiective proprii, comportamentul său datorându-se unor motive interne sau externe determinate în urma unei etape de raţionare, pe baza percepţiilor concentrate asupra atingerii efective a scopurilor.

Modelul sau arhitectura agenţilor poate varia de la structuri foarte simple, gen automate, cum este cazul agenţilor reactivi, până la structuri de cunoştinţe complexe, cu reprezentări sofisticate, capacităţi de raţionament şi decizie, structuri întâlnite în cazul agenţilor cognitivi, numiţi şi agenţi raţionali.

Spre deosebire de agenţii reactivi, agenţii cognitivi conţin o reprezentare simbolică explicită a lumii şi sunt capabili să ia decizii (ce acţiuni să execute) pe baza unui raţionament simbolic. Ei au scopuri fixate şi sunt capabili să-şi modifice acţiunile în funcţie de schimbările din mediu şi interacţiunea cu alţi agenţi, în vederea realizării acestor scopuri. Fiecare agent cognitiv este un sistem bazat pe cunoştinţe, cu un grad mai mare sau mai mic de elaborare şi care include întreaga metodologie asociată acestor sisteme. În cazul sistemelor de agenţi cognitivi, inteligenţa sistemului este dată atât de suma comportamentelor inteligente individuale ale fiecărui agent cât şi de inteligenţa rezultată din comportamentul colectiv bazat pe interacţiune de tip social.

Agenţii inteligenţi trebuie să înglobeze:

• cunoaştere: „agentul A ştie că mediul său este instabil”;

• convingeri: „ agentul A va efectuează acţiunea x deoarece ştie că aceasta duce la îndeplinirea scopului”;

• scopuri: „ Agentul A doreşte să obţină informaţia y”;

• intenţii: „Agentul A intenţionează să se mute pe severul B”;

• alegere: „ Agentul A decide să se mute pe serverul B şi nu pe C”;

• angajament: „Agentul A va continua să efectueze acţiunea x până la îndeplinirea scopului”;

• obligaţii: „ Agentul A trebuie să îndeplinească obiectivul stabilit de utilizator”.


75

3.2.2.5. Tipuri de agenţi

O clasificare se poate face în funcţie de mediul computaţional, de zona de execuţie, distingând între agenţi desktop, Internet şi Intranet [3].

Agenţii desktop funcţionează pe un PC sau pe o staţie de lucru şi sunt agenţi software care se execută local în sistemul de operare al unui calculator personal, de exemplu Windows, MacOS sau Unix. În funcţie de sarcini, agenţii desktop pot fi clasificaţi în:

• agenţi sistem de operare: efectuează sarcini care necesită de obicei interacţiunea utilizatorului cu sistemul de operare prin interfaţa grafică (GUI). Astfel de agenţi pot monitoriza evenimentele de la nivelul sistemului de operare şi executa diverse sarcini atunci când utilizatorul nu mai lucrează pentru o anumită perioadă. De asemenea, agenţii pot iniţia sau finaliza sarcini legate de interfaţa grafică în numele utilizatorului;

• agenţi de aplicaţie: automatizează unele sarcini în cadrul unei aplicaţii;

• agenţi din suite de aplicaţii: pot fi componente software sau suite de aplicaţii care facilitează interacţiune utilizatorului cu aplicaţiile respective. Un exemplu în acest sens este un „wizard” care răspunde la întrebările utilizatorului în funcţie de context.

Agenţii Internet au apărut din nevoia prelucrării cantităţii de informaţie în continuă creştere. În cadrul acestui tip de agenţi, se întâlnesc:

• agenţi de căutare: motoarele de căutare obişnuite, care explorează toate link-urile pornind de la o adresă de bază şi cataloghează informaţiile din fiecare pagină vizitată;

• agenţi de filtrare a informaţiei: spre deosebire de agenţii de căutare, care returnează utilizatorului adrese, aceştia adună informaţii bazate pe conţinut, din diferite surse, le filtrează prin prisma preferinţelor personale ale utilizatorului şi propun rezultatul sub forma unei pagini Web actualizate sau a unui mesaj de e-mail;

• agenţi de notificare: anunţă utilizatorul de anumite schimbări petrecute, cum ar fi actualizarea unei pagini Web, primirea unui e-mail sau reamintirea unor date de importanţă personală (ziua de naştere a cuiva, o întâlnire programată anterior etc.);

• agenţi ghizi: au ca scop conducerea utilizatorilor prin Web, oferind în acelaşi timp o experienţă personalizată fiecărui utilizator. Ei încearcă să înveţe prin observarea reacţiei utilizatorului la sfatul primit, utilizatorul fiind evident liber să nu urmeze sfatul agentului;

• agenţi index, efectuează o căutare masivă şi autonomă de informaţie în Web, putând ajunge să inspecteze până la un milion de documente, şi creează un index de cuvinte găsite în titlurile şi textul documentelor inspectate. Utilizatorul poate apoi interoga agentul despre documente ce conţin anumite cuvinte cheie. Agenţii index pot oferi răspunsuri rapide dar prezintă o serie


76

de limitări deoarece căutarea unei anumite informaţii nu este întotdeauna bine deservită de cuvintele cheie. De asemenea, agenţii index nu sunt personalizaţi, ceea ce poate duce la oferirea unor informaţii nerelevante, şi nici selectivi în căutarea efectuată;

• agenţi FAQ (Frequently Asked Questions files ) au rolul de a ghida utilizatorul pentru găsirea răspunsurilor la întrebările frecvente. Utilizatorii au tendinţa să pună mereu aceleaşi întrebări asupra unui anumit subiect, în consecinţă diversele organizaţii sau grupuri din Internet au înfiinţat şi dezvoltat o serie de fişiere care conţin întrebările şi răspunsurile la ceea ce s-au considerat a fi întrebări frecvent puse asupra unui subiect particular. Agenţii FAQ se ocupă de această problemă prin indexarea fişierelor FAQ. Spre deosebire de agenţii index, agenţii FAQ sunt capabili să găsească răspunsuri numai la întrebările ce apar în fişierele FAQ pe care le-au indexat dar sunt mult mai eficienţi decât agenţii index;

• agenţi consilieri: oferă instrucţiuni şi consultanţă utilizatorului într-un anumit domeniu în care sunt experţi, au capacitatea de a se adapta nivelului de cunoştinţe al utilizatorului, pot învăţa stilul de lucru şi domeniile particulare de interes ale acestuia. Pot fie să răspundă la întrebări explicite, fie să intervină din proprie iniţiativă, oferind utilizatorului informaţii sau sfaturi în funcţie de situaţie. Un exemplu de astfel de agent este Coach, dezvoltat la centrul de cercetări Almaden al IBM. Coach este folosit cu succes pentru a-i ajuta pe studenţi să înveţe limbajul Lisp.

Agenţii intranet sunt agenţi software localizaţi pe un server, care supraveghează şi administrează desfăşurarea activităţilor în numele utilizatorilor. Fiecare categorie de agenţi Internet îşi găseşte aplicabilitatea şi pe reţelele Intranet. Agenţii Intranet includ şi câteva categorii suplimentare:

• agenţi colaborativi: sunt parte a programelor colaborative, gestionând partajarea informaţiilor de către un grup de utilizatori;

• agenţi de automatizare a proceselor: automatizează fluxul de operaţii în aplicaţiile comerciale, cum ar fi sistemele de prelucrarea a cererilor de date de către clienţi;

• agenţi de baze de date: centralizarea unor date, întocmirea unor rapoarte periodice;

• agenţi mobili: aceşti agenţi se pot muta de pe o maşină client pe diferite servere din reţea pentru a îndeplini unele sarcini în numele utilizatorului [16]. În contrast cu apelurile de proceduri la distanţă (remote procedure call - RPC), care se limitează la transmiterea datelor către o procedură de pe server, agenţii mobili transportă atât programul cât şi datele asupra cărora acţionează.


3.2.3. Agenţi mobili

Agenţii mobili sunt procese software computaţionale capabile să călătorească prin reţele, să interacţioneze cu host-uri străine, în scopul obţinerii unor informaţii pentru utilizatorul care i-a creat şi apoi să se întoarcă acolo de unde au plecat şi să prezinte rezultatul călătoriei lor [43].

În aplicaţiile distribuite putem distinge două mari tipuri de agenţi software:

• agenţi staţionari: acţionează doar în cadrul sistemului din care face parte, iar în cazul în care este necesar să interacţioneze cu alţi agenţi se foloseşte un mecanism de comunicare client-server cum ar fi: RPC, RMI, DCOM sau CORBA;

• agenţi mobili: pot acţiona şi se pot muta de pe un sistem pe altul în cadrul reţelei pentru a se executa instrucţiunea (pentru a-şi realiza scopul).

Fig. 3.5. – Diferite abordări în realizare sistemelor distribuite

În figura 3.5. se prezintă diferenţele între abordările client – server, „remote execution”, mobile code şi cea a agenţilor mobili. În abordarea client-sever se merge pe varianta unei cereri a sistemului, caz în care sistemul ce reprezintă întreprinzătorul deţine planul de realizare al produsului şi atelierul. Acesta se va ocupa exclusiv de realizarea produsului şi îl va transfera sistemului solicitant în momentul în care acesta este realizat.

În abordarea „remote execution”, sistemul solicitant este cel care deţine planul de realizare a produsului şi lansează cererea către sistemul ce reprezintă întreprinzătorul pentru a realiza produsul.

Abordarea cod mobil presupune faptul că se deţin mijloacele de realizare a produsului dar nu şi planul care este realizat de altcineva. Mobile code presupune faptul că acest cod se obţine de la un sistem ce poate fi nesigur şi se va executa pe propriul sistem.

77


Astfel Atelierul poate fi JVM (Java Virtual Machine) în care se execută un cod pentru a răspunde cererii, iar fraza: „Arată-mi cum să realizez un produs” este o cerere HTTP, codul privind planul produsului şi imaginea este de asemenea un răspuns HTTP sau un obiect Java.

Folosind tehnologia orientată agent şi în principal agenţi mobili, agentul va intra în legătură cu sistemul ce deţine mijloacele de realizare a produsului, va negocia cu acesta (Lasă-mă să folosesc atelierul pentru a realiza produsul) şi se va putea transfera pe acest sistem pentru a realiza produsul respectiv.

Mobilitatea agenţilor poate fi:

• mobilitate puternică ce presupune migraţia codului agentului, a datelor şi execuţia instrucţiunilor pe noul sistem;

• mobilitate slabă ce presupune doar migraţia codului şi a datelor.

Pe lângă abilitatea de a fi mobili, aceşti agenţi mai prezintă cel puţin două trăsături: autonomie şi cooperare. Cu aceste caracteristici, agenţii mobili pot fi utilizaţi cu succes în rezolvarea problemelor de natură distribuită.

Prin folosirea agenţilor mobili se reduc încărcările reţelei, creşte viteza de execuţie, are loc o execuţie autonomă şi asincronă, se pot adapta dinamic etc.

Fig. 3.6. – Exemplu de migrare a unui agent mobil

Presupunem că depozitul întreprinderii primeşte o cerinţă privind furnizarea unui anumit material. Agentul care gestionează depozitul va lua în considerare în căutarea sa anumite condiţii: în primul rând va avea grijă ca materialul să nu ajungă prea devreme (pentru a nu se supraîncărca depozitul) dar nici să depăşească o dată limită de livrare, va avea grijă ca materialul să fie adus în secţiunea din depozit destinată special acelui tip de material, de asemenea poate lua în considerare sincronizarea primirii materialului cu sosirea altuia (din cauză că nu poate fi folosit fără acesta sau pentru că vine din aceeaşi destinaţie şi transportul va avea un cost mai redus astfel, etc.). Toate aceste informaţii se vor regăsi în baza de date a acestui agent mobil care se va deplasa în reţeaua de furnizori de materiale şi va căuta în baza lor de date (figura 3.6.). Odată ajuns la un astfel de host (gazdă), agentul ar putea extrage datele ce se conformează restricţiilor sale, după care ar merge pe următorul host (gazdă) şi ar

78


calcula noile posibilităţi în funcţie de restricţiile iniţiale şi de datele obţinute până în acel moment. În final, agentul se reîntoarce la proprietarul său şi prezentă un program de achiziţie conţinând cele mai bune variante ce se supun condiţiilor impuse.

3.2.4. Mediului de execuţie al agenţilor

Agenţii pot acţiona în diferite tipuri de medii, complexe sau mai puţin complexe, dar agentul nu va putea avea un control total asupra acestuia. În mod normal agentul va putea avea un control parţial, adică îl va putea influenţa în funcţie de gama de acţiuni pe care poate să le efectueze.

Mulţimea tuturor acţiunilor posibile ale unui agent poartă denumirea de capacitate efectorică, adică posibilitatea de a-şi modifica mediul de execuţie. Nu toate acţiunile pot fi executate într-o anumită situaţie; ele au unele precondiţii asociate, care definesc stările mediului în care pot fi îndeplinite. Astfel, un agent d1 cu scopul de a livra materiale la cererea altor agenţi m2 şi m3 (agenţi ce gestionează alimentarea cu diferite materiale a unui utilaj) nu va putea efectua această operaţie dacă în depozit nu există aceste materiale.

O reprezentare generală a agentului în relaţia cu mediul se regăseşte în figura 3.7, unde se evidenţiază capacitatea agentului de a percepe mediul sau lumea reală, de a acţiona asupra acestui mediu şi de a comunica cu alţi agenţi care acţionează în acelaşi mediu sau în medii diferite.

Fig. 3.7. – Reprezentarea agentului în funcţie de mediul în care acţionează

Mediul de execuţie este cel ce influenţează modul de acţiune al agentului, de aceea proprietăţile acestuia trebuiesc studiate în detaliu. Mediul poate fi [48]:

• accesibil sau inaccesibil: într-un mediu accesibil, agentul poate obţine informaţii complete şi actuale despre mediul în care acţionează. Mediile de mare complexitate, precum lumea reală sau Internetul, sunt inaccesibile;

• determinist sau nedeterminist: într-un mediu determinist, orice acţiune are un singur efect, adică nu există incertitudini asupra stării în care va trece mediul după efectuarea acţiunii respective. Lumea reală sau mediile complexe sunt nedeterministe, deoarece aceeaşi acţiune poate avea efecte diferite în condiţii

79


80

iniţiale diferite. De aceea, agenţii trebuie să poată accepta posibilitatea eşecului, chiar dacă au acţionat optim în fiecare fază a procesului decizional local. De asemenea, dacă un mediu determinist este suficient de complex, el trebuie tratat tot într-o manieră nedeterministă;

• static sau dinamic: un mediu static rămâne neschimbat, cu excepţia rezultatelor acţiunilor agentului. Un mediu dinamic are şi alte procese care operează asupra sa şi astfel se poate modifica într-o manieră care nu mai depinde numai de acţiunile agentului. Lumea fizică reală este un exemplu de mediu foarte dinamic;

• discret sau continuu: un mediu discret dispune de un număr finit, constant, de acţiuni şi elemente de percepţie.

Cele mai generale clase de medii sunt cele inaccesibile, nedeterministe, nonepisodice, dinamice şi continue.

Din studiul literaturii de specialitate, a definiţiilor şi clasificărilor date de diverşi cercetători a rezultat necesitatea unei clasificări suplimentare a agenţilor în funcţie de influenţa mediului în care activează şi totodată luând în considerare influenţa celorlalţi agenţi din mediul respectiv, impactul acţiunilor sale etc.

Un agent vede ceilalţi agenţi ce nu fac parte din sistemul său ca parte integrantă din mediu în care acţionează, astfel un agent ce poate influenţa mediul în care acţionează influenţează automat şi agenţii influenţabili de către acel mediu, deoarece la o schimbare de mediu şi aceştia îşi pot schimba modul de acţiune şi posibil chiar scopul. Pentru a evita situaţii de acest gen ce pot duce la perturbanţe ideal este ca libertatea (posibilitatea de a influenţa) de acţiune a unui agent asupra mediului să se oprească în momentul în care afectează libertatea de acţiune a altor agenţi (bineînţeles doar dacă această acţiune duce la perturbarea mediului şi declinarea scopului de către agenţii influenţabili) [98]

Agenţii se pot clasifica în funcţie de influenţa avută asupra mediului şi a celorlalţi agenţi astfel:

• Agent de influenţă: tipul de agent care datorită privilegiilor cu care este înzestrat şi în urma acţiunilor sale îndreptate spre îndeplinirea obiectivului duce la o schimbare importantă a mediului în care acţionează, iar această influenţă duce la modificarea (întârzierea, schimbarea) acţiunii altor agenţi, o astfel de influenţă este indirectă;

• Agent influenţabil: care prin prisma privilegiilor reduse – în urma ierarhizării - îşi poate amâna anumite acţiuni sau chiar pot duce la neîndeplinirea scopului în urma influenţei directe a unui alt agent sau indirect în urma acţiunii unui alt agent asupra mediului ce va suferi o schimbare şi datorită acesteia agentul va fi afectat;

• Agent mixt: este tipul de agent care în timpul acţiunii sale, în funcţie de anumiţi factori se poate afla în una din ipostazele de mai sus, marea majoritate a agenţilor sunt de acest tip.


81

Influenţa reprezintă capacitatea unui agent ce deţine anumite privilegii (ca urmare a ierarhizării) de a influenţa prin acţiunea sa decisiv mediul în care acţionează, schimbând starea acestuia şi modificând desfăşurarea activităţilor altor agenţi şi chiar a scopului acestora.

Influenţa poate fi:

• pe termen scurt, de exemplu un agent determină amânarea acţiunii unui alt agent până la îndeplinirea propriului obiectiv;

• pe termen mediu;

• pe termen nelimitat (De exemplu, dacă un agent D alocă tot stocul de material x unui agent A1, atunci acţiunea agentului A2 care necesită acelaşi material va fi afectată).

Influenţa unui agent A începe în momentul în care un agent B îşi modifică setările sau amână o acţiune şi încetează în momentul în care agentul B îşi poate relua acţiunea în mod normal şi fără schimbarea propriului obiectiv.

Influenţa poate fi pozitivă (prin faptul că influenţarea pozitivă reduce timpul, costul, resurse) şi influenţă negativă (afectează decisiv mediul şi ceilalţi agenţi).

Influenţa negativă poate fi respinsă prin securizare (verificarea agentului la intrarea în sistem, pe tot parcursul acţiunilor sale din sistem, la ieşirea din sistem). În cadrul sistemului trebuie să existe un agent de securitate ce verifică posibilele modificări negative de mediu ca urmare a acţiunii acestui agent, el trebuie să cunoască intenţiile fiecărui agent înainte ca acesta să intre în sistem, să facă o simulare pentru a putea preveni eventualele acţiuni ce vor afecta sistemul.

Influenţa poate fi premeditată (are un scop precis, acela de a aduce o schimbare de mediu sau de reacţie a altor agenţi) sau nepremeditată (doar ca reacţie la mediu sau la acţiunea altor agenţi).

Într-o astfel de abordare apar câteva probleme:

• cum îşi poate da seama un sistem de securitate de tipul de influenţă?

• la dispariţia unui agent de influenţă, toţi agenţii ce depind de el vor dispare sau îşi vor urma scopurile iniţiale? sau şi le vor schimba?

• la dispariţia unui agent de influenţă va deveni un alt agent influenţator (pe ordine ierarhică)?

• posibilitatea influenţării determină reducerea cooperării?

3.2.4.1 Acţiunile agenţilor asupra mediului

O acţiune este caracterizată de condiţiile sale iniţiale, de efecte şi de eventualele constrângeri care specifică modul în care e atinsă starea dorită, de exemplu timpul necesar îndeplinirii unei sarcini.


82

Acţiunile agenţilor pot fi analizate pe baza unor proprietăţi [36]:

• infailibilitatea: o acţiune infailibilă este întotdeauna executată corect şi va produce cu certitudine efectele dorite mediul vizat. Infailibilitatea se referă în principal la intenţia de a efectua o acţiune şi nu la probabilitatea de reuşită. O acţiune infailibilă are mulţimea rezultatelor posibile inclusă în mulţimea rezultatelor aşteptate, deci chiar dacă există mai multe rezultate posibile, efectul acţiunii va fi totdeauna unul aşteptat. Dacă acţiunile unui agent sunt failibile, chiar şi un mediu static trebuie considerat nedeterminist;

• utilitatea: utilitatea unei acţiuni este dată de utilitatea stării în care se ajunge prin acţiunea respectivă. Dacă nu există nici o modalitate de a decide care acţiune este mai bine să fie efectuată, dintr-o mulţime posibilă, se spune că acţiunile au utilităţi egale. Dacă o asemenea modalitate există, se spune că acţiunea cu utilitate maximă este corectă;

• costul: diferite acţiuni pot necesita diferite resurse pentru a putea fi îndeplinite, cum ar fi consumul de energie, cheltuirea unei sume de bani, timp etc. Costurile pot fi calculate pe loc, înainte de efectuarea unei acţiuni, sau pot fi determinate la un moment de timp ulterior. Într-un mediu determinist costul acţiunii poate fi cunoscut înainte de efectuarea acţiunii dar într-un mediu nedeterminist, costul unei acţiuni nu poate fi cunoscut cu anticipaţie. O acţiune este optimă dacă este corectă şi nu există o altă acţiune corectă cu un cost mai scăzut.

Din punctul de vedere al schimbului de informaţii cu mediul, acţiunile pot fi:

• de percepţie: se referă la capacitatea agentului de a-şi percepe mediul de execuţie;

• de mişcare: dacă nici o acţiune posibilă nu poate determina schimbarea perspectivei agentului asupra mediului său de execuţie, se spune că agentul este static. În caz contrar, avem de a face cu un agent mobil. Noţiunea de mobilitate se referă atât la accepţiunea clasică, unde agentul îşi schimbă percepţiile asupra mediului prin schimbarea poziţiei, cât şi la deplasarea pe o altă maşină pentru continuarea execuţiei;

• de comunicare: comunicarea între agenţi se referă la interacţiunile (schimbul de informaţii) într-un anumit limbaj de comunicare inter-agent. Dacă într-un mediu există mai multe tipuri de agenţi, se poate impune comunicarea în mai multe limbaje.

3.2.4.2 Activităţile unui agent

Activitatea unui agent se poate afla în una din următoare faze[15], [50]:

• rulează : este faza iniţială în care se aşteaptă diverse evenimente, comenzi, schimbări de mediu;

• activă: în momentul în care execută o comandă proprie (nu din exterior sau ca o consecinţă a schimbării de mediu);


• în aşteptare: activitatea aşteaptă îndeplinirea unei alte activităţi a aceluiaşi agent sau a altuia, cu aceasta poate intra în conflict sau o poate ajuta în îndeplinirea scopului comun;

• eveniment blocat: desfăşurarea activităţii este blocată deoarece s-a trimis un mesaj sincron către altă activitate şi se aşteaptă răspuns;

• activitate blocată: apare atunci când o activitate A aşteaptă ca o activitate „copil” să se execute;

• activitate îndeplinită: când scopul a fost atins şi nu se mai aşteaptă îndeplinirea sau apariţia altor evenimente.

În mod normal un agent are de realizat mai multe activităţi pentru a-şi îndeplini obiectivul, el va hotărî care din ele are prioritate din relaţia sa cu mediu (de exemplu o va executa doar dacă mediul o va permite), în funcţie de relaţia sa cu alţi agenţi prin negociere, etc.

Oricare două activităţi ale unui agent se poate afla numai în una din relaţiile:

• se află în competiţie: atunci când scopul activităţii A nu îl afectează pe cel al activităţii B;

• are loc un eveniment în serie: atunci când activitatea A este activă sau blocată şi acest fapt pune activitatea B în aşteptare;

• blocat şi în aşteptare: o activitate A este blocată şi se află în aşteptare deoarece o activitate anterioară nu a fost îndeplinită.

Fig. 3.8. – Decizia privind realizarea unei activităţi

83


84

Toţi agenţii pornesc neapărat cu activitatea denumită activitate de sistem, prin această activitate se pornesc celelalte activităţi din listă în funcţie de obiectiv, priorităţi etc. De asemenea, toate activităţile au o activitate de tip „părinte”, excepţie face activitatea de sistem. În cadrul acestei relaţii „părinte-copil”, „părintele” are obligaţia să indice următoarele:

• relaţia de concurenţă şi de priorităţi;

• trebuie menţionat daca acesta va moşteni mediul de provenienţă al „părintelui”.

3.2.4.3 Obiectivele agenţilor

Acţiunea unui agent presupune realizarea unui obiectiv, un scop. Agenţii în general nu posedă o mulţime de obiective definite explicit, chiar dacă acţionează orientaţi spre scop. Un exemplu ar fi agenţii care decid acţiunea următoare pe baza unor reguli de decizie aplicate stării curente a mediului şi în funcţie de evoluţia ulterioară a acestuia [36], [14]. Principalele tipuri de obiective ale agenţilor:

• obiectiv de realizare sau întreţinere: un scop de realizare încearcă atingerea unei anumite stări în cadrul mediului. Un scop de întreţinere încearcă păstrarea sau conservarea unei anumite stări;

• obiective singulare sau multiple: dacă un agent este capabil să-şi reprezinte (implicit sau explicit) mai multe de un obiectiv, se spune că are obiective multiple. În caz contrar, are un obiectiv singular;

• generarea autonomă a obiectivelor: capacitatea de a-şi genera obiective proprii se încadrează între caracteristicile definitorii ale unui agent autonom. În general, stabilirea de noi obiective depinde atât de agent cât şi de starea curentă a mediului şi evoluţia acestuia;

• angajamentul faţă de obiectiv: dacă un agent îşi abandonează un obiectiv numai când acesta este atins, se spune că agentul este puternic angajat faţă de obiectiv. Dacă agentul îl va abandona şi în alte condiţii, cum ar fi situaţia în care se demonstrează că obiectivul nu poate fi atins sau necesită un consum prea mare de resurse, se spune că agentul este slab angajat faţă de obiectiv;

• utilitatea obiectivelor: este determinată de recompensa îndeplinirii obiectivelor;

• meta-obiective: unele condiţii ale îndeplinirii unor obiective (cum ar fi timpul, resursele, etc.) nu pot fi modelate ca scopuri. Un meta-obiectiv este aşadar o constrângere asupra altui obiectiv sau, mai general, asupra stărilor interne ale unui agent.

Pentru realizarea obiectivului propus agentul parcurge mai mulţi paşi (figura 3.9):

• recunoaşterea problemei, agentul trebuie să îşi însuşească scopul propus;

• căutarea de informaţii, agentul trebuie să primească informaţiile necesare de la utilizator dar în acelaşi timp să caute singur aceste informaţii fie prin interogarea utilizatorului, fie prin acumularea de informaţie din mediul său;


• evaluarea alternativelor, agentul pe baza informaţiilor deţinute şi a informaţiile provenite din mediu sau din partea utilizatorului trebuie să elaboreze soluţii pentru îndeplinirea obiectivului şi trebuie să aleagă varianta potrivită;

Fig. 3.9. – Algoritm pentru îndeplinirea obiectivelor agenţilor [98]

• negocierea, agentul trebuie să intre în contact cu alţi agenţi ce pot contribui la realizarea obiectivului şi să comunice cu aceştia;

• decizia de acţionare, agentul în urma alegerii variantei potrivite şi în urma negocierii trebuie să acţioneze pentru îndeplinirea obiectivului;

• evaluare, agentul trebuie să fie capabil ca după efectuarea acţiunii să evalueze rezultatele acesteia, în principal dacă obiectivul a fost atins, în ce proporţie, cu ce costuri sau în caz de eşec care au fost cauzele, în ambele cazuri el trebuie să genereze un raport pentru utilizator.

3.2.4.4. Convingerilor agenţilor

Convingerile unui agent reprezintă ceea ce „crede” agentul despre mediu, şi nu neapărat ceea ce este mediul în realitate. Agentul îşi poate forma un model simplificat sau

85


86

chiar ideal al mediului pentru a prelucra mai uşor informaţiile despre acesta. De asemenea, nu toţi agenţii îşi construiesc o reprezentare explicită a mediului. Câteva proprietăţi pot fi [36]:

• consistenţa: convingerile unui agent sunt consistente dacă pentru orice propoziţie p, acesta nu crede simultan p şi non-p;

• siguranţa: convingerile unui agent sunt sigure dacă reprezentarea convingerilor nu admite grade de certitudine. Pentru orice propoziţie p, agentul crede p sau non-p. În caz contrar, agentul este nesigur despre p şi îşi poate calcula nivelele de încredere cu o anumită probabilitate;

• atitudini speciale: convingerile unui agent conţin atitudini speciale dacă acesta îşi poate reprezenta atât propriile scopuri şi convingeri, cât şi pe cele ale altor agenţi.

3.3. Sisteme multiagent

Există două mari tipuri de sisteme distribuite: cu coordonator central şi fără un coordonator central. În cazul existenţei unui coordonator central se presupune că diverşii agenţi inteligenţi participă la rezolvarea unei probleme globale şi de interes comun. În această situaţie soluţiile sunt oarecum mai uşor de găsit deoarece se bazează pe faptul că proiectanţii sistemului sunt capabili să influenţeze în mod direct comportarea fiecărui agent în parte.

În cazul sistemelor distribuite fără coordonator central, problemele devin mult mai complexe. În astfel de sisteme, agenţii inteligenţi pot fi implementaţi şi programaţi de grupuri de persoane având interese proprii şi nu neapărat convergente. Astfel, agenţii nu mai au un interes comun, dimpotrivă, scopurile lor riscă să fie conflictuale. Într-un asemenea sistem, interacţiunea dintre agenţi poate lua diferite forme, de la competiţia pentru resurse şi atingerea scopului până la colaborarea în vederea optimizării efortului depus de fiecare agent în parte.

Un sistem multiagent este un sistem care constă din cel puţin doi agenţi inteligenţi capabili să interacţioneze între ei în vederea realizării unor scopuri individuale sau comune (scopuri globale) şi care partajează acelaşi mediu de lucru [16].

Datorită evoluţiei continue în domeniu şi a creşterii complexităţii sistemelor ce necesită folosirea tehnologia agent, au apărut situaţii în care folosirea unui singur agent pentru realizarea unui anumit scop nu mai este suficientă. Nu mai poate fi acceptată ideea că un singur agent poate să deţină toate informaţiile necesare. Astfel este necesară implicarea mai multor agenţi, care grupaţi într-un asemenea sistem, denumit sistem multiagent, să contribuie la o mai bună percepţie a mediului şi la o rezolvare mai rapidă a problemelor. Astfel dacă o astfel de problemă poate fi divizată în mai multe subprobleme de o dificultate mai redusă, acestea pot fi atribuite unor agenţi care să le rezolve separat, în paralel, pentru ca apoi rezultatele parţiale să fie combinate pentru a forma soluţia finală. În cazul când problema are o natură distribuită, această abordare este mai comodă şi strategia de rezolvare este mai uşor de înţeles şi implementat.


87

În cadrul unui sistem multiagent simplu aproape că nu există comunicare între agenţi, dar rezultatul acţiunii întregului sistem poate afecta şi influenţa activitatea altor sisteme de agenţi.

Un sistem multiagent în care fiecare agent comunică cu fiecare se numeşte sistem multiagent conectat complet.

Un sistem multiagent este o implementare a unei colecţii de agenţi (de natură software) care se caracterizează prin:

• existenţa mai multor platforme de tip agent, reprezentând un ansamblu de servicii corelate între ele;

• oferirea unor servicii de tip agent (înregistrare, logg-in, vizualizarea activităţilor, etc.) şi a unor resurse (entitate cu anumite proprietăţi, alocator uniform de resurse - URL şi limitări de capacitate);

• asigurarea mijloacelor pentru definirea, denumirea şi înregistrarea agenţilor cu permiterea (opţională) mobilităţii lor.

În general, în cadrul unui SMA, agenţii sunt omogeni, însă pot fi şi eterogeni, caz în care interoperabilitatea se asigură printr-o structură de tip grilă (grid), în curs de definitivare. Internetul este un mediu deschis, în care agenţii pot interacţiona între ei pentru a-şi atinge scopurile individuale sau comune pentru care au fost realizaţi, cu condiţia rezolvării a două probleme:

• agenţii trebuie să se găsească reciproc, deoarece pot apare, dispare sau muta în orice moment;

• după ce s-au identificat şi găsit, să fie capabili să interacţioneze.

Cele mai importante proprietăţi ale agenţilor software, care trebuie să se regăsească în proiectarea unui singur agent sau SMA, sunt :

• autonomia, prin care agenţii sunt proactivi, orientaţi spre anumite scopuri, acţionând pe cont propriu, realizând taskuri în numele utilizatorului, fără a apela la el (încunoştinţare, confirmare, intuiţie):

• adaptivitate, prin care se adaptează şi învaţă, în mod dinamic, în şi despre mediul în care acţionează;

• reactivitate, prin care sunt activaţi de evenimente, fiind senzitivi la evenimente în timp real, deci o capabilitate de a simţi şi reacţiona;

• mobilitate, prin care se pot deplasa unde sunt necesari, urmând un itinerariu;

• cooperativitate, prin care cooperează în mod coordonat şi negociază, pentru a atinge obiective comune, putând delega anumite funcţii/responsabilităţi altor agenţi;

• interactivitate, prin care interacţionează cu unul, cu alţi agenţi, cu sisteme existente (moştenite), cu surse de informaţii;

• sociabilitate, prin care asigură o cooperare în atingerea unor scopuri comune, fără a avea intenţii negative şi distructive;


• personalitate, prin care agenţii manifestă caracteristici specifice omului: convingeri, dorinţe, intenţii şi chiar emoţii, inclusiv abilitatea de a lua în considerare preferinţe şi caracteristici personale ale utilizatorilor, adaptându-şi comportamentul în funcţie de aceştia (prin ceea ce se numeşte personalizare).

Pentru a defini gradul de autonomie şi autoritate cu care este investit un agent se foloseşte noţiunea de agentitate, măsurată calitativ, prin natura interacţiunii între agenţi şi alte entităţi din sistem. La minimum, agentul trebuie să se execute asincron, iar prin creşterea gradului de agentitate el poate atinge în extrem un utilizator [16].

Fig. 3.10. – Cooperarea agenţilor în cadrul SMA

Agenţii care cooperează în cadrul sistemelor multi-agent sunt de mai multe tipuri:

• agent furnizor (de informaţii sau servicii), care oferă utilizatorilor sau altor agenţi diferite tipuri de servicii: căutare de informaţii, operaţiuni specifice în e-commerce etc.;

• agent solicitant (de informaţii sau servicii), care consumă informaţii şi servicii oferite de alţi agenţi din sistem, de obicei printr-un intermediar;

• agent intermediar sau de mediere, care poate avea mai multe funcţii: cea de identificare sau consultare (agent matchmaker), cea de brokeraj (agent de tip broker), sau cea de stocare (agent de tip blackboard).

O ilustrare a modului în care cooperează cele trei tipuri de agenţi în cadrul unui sistem multi-agent se arată în figura 3.10.

Arhitectura sistemului multi-agent (SMA), care prezintă agentul ca entitate de tip furnizor/ consumator de servicii care interacţionează cu alţi agenţi, direct sau prin intermediul unui mediator:

Fig. 3.11. – Arhitectura SMA

88


Funcţionarea SMA se bazează pe o infrastructură, prin care se asigură regulile pe care trebuie să le respecte şi să le urmeze agenţii, pentru a comunica între ei şi pentru a se înţelege reciproc. Infrastructura SMA, într-o formă generală, se poate reprezenta în următoarea componenţă:

Fig. 3.12. – Infrastructura SMA

Componenţa infrastructurii SMA:

Principalele elemente ale infrastructurii SMA se referă la:

• ontologii, prin care se pun de acord asupra semnificaţiei conceptelor;

• protocoale de comunicare, prin care se descrie limbajul de comunicare între agenţi;

• protocoale de interacţiune, prin care se descriu convenţiile în interacţiunea agenţilor;

• canale de comunicare, prin care se precizează mediul de comunicare între agenţi.

În utilizarea agenţilor se folosesc instrumente de construire a lor, care constituie aşa numitul cadru de lucru al agentului, realizat de diferite firme (ex. Agent Builder – Reticular Systems Luc, Aglets – IBM, Agents – International Knowledge Systems, Line Agent – Alcatel etc.).

În comparaţie cu tehnologia orientată obiect, tehnologia bazată pe agenţi prezintă o serie de avantaje:

• agenţii au autonomie, reactivitate, etc., care lipsesc obiectelor;

• obiectele necesită control extern în execuţia propriilor metode, în timp ce agenţii îşi ghidează singuri acţiunile;

• obiectele au un fir de execuţie pentru toată aplicaţia, în timp ce agentul are un fir de execuţie propriu;

• obiectele încapsulează numai starea, comportamentul fiind ghidat din exterior, pe când agenţii încapsulează atât starea cât şi comportamentul;

• interfaţa standard pentru instrumentele în orientarea obiect se realizează prin manipulare directă (see – and – point) cu o serie de probleme atunci când creşte complexitatea produselor software; interfaţa standard la instrumentele pentru agenţi se realizează prin manipulare indirectă (ask – and – delegate), cu o serie de avantaje: scalabilitate şi descentralizare, acţiuni planificate sau conduse de evenimente, flexibilitate, abstractizare, orientare pe task-uri etc.

89


90

Aceste avantaje sunt evidente în reingineria proceselor, care se realizează prin lucrul într-o echipă, în general distribuită ca locaţii, cu resurse informaţionale şi de cunoaştere distribuite, care favorizează lucrul autonom, dominant prin comunicare asincronă. În acest sistem se poate realiza o coordonare şi negociere între utilizatori, o mediere între utilizatori în folosirea resurselor precum şi planificarea dinamică a activităţilor în funcţie de rezultate etc.

3.3.1. Caracteristici

Sistemele multiagent au şi următoarele caracteristici [12]:

• granularitatea agenţilor: aceasta poate fi mare sau fină;

• eterogenitate care determină robusteţea, dacă informaţiile sau sarcinile sunt alocate către mai mulţi agenţi, căderea unora nu conduce la căderea sistemului. Această proprietate este importantă mai ales în cazurile în care sistemul trebuie să-şi continue funcţionarea în condiţii dificile şi imprevizibile;

• metodele de control distribuit: agenţii pot coopera sau pot fi în competiţie. Organizarea lor poate fi ierarhică sau orice formă de control centralizat poate fi evitată, agenţii intrând în componenţa unor echipe. De asemenea, rolul jucat de agenţi poate fi constant, static, sau aceştia îşi pot schimba rolurile în funcţie de necesităţi;

• posibilităţile de comunicare: comunicarea se poate realiza prin intermediul mesajelor transmise direct de la un agent la altul sau prin intermediul unei memorii comune (sisteme blackboard). De asemenea, comunicaţiile pot fi clasificate după nivelul de abstracţiune al conţinutului: de nivel înalt sau scăzut;

• scalabilitate, noi agenţi pot fi adăugaţi pentru creşterea randamentului.

Sistemele multiagent mai pot fi clasificate din perspectiva realizării de aplicaţii [42]:

• funcţia sistemului;

• arhitectura agenţilor: de exemplu gradul de eterogenitate sau modalitatea de selecţie a acţiunilor – reactivă sau deliberativă;

• arhitectura sistemului: infrastructura de comunicaţii, protocoalele, implicarea oamenilor.

În funcţie de eterogenitate şi comunicare sistemele multiagent pot fi [21]:

a. sisteme omogene necomunicative;

b. sisteme eterogene necomunicative;

c. sisteme comunicative.


91

a. Sistemele multiagent omogene necomunicative

În acest tip de sistem toţi agenţii au aceeaşi structură internă, inclusiv scopurile, cunoştinţele despre domeniu, acţiunile posibile şi procedurile de selecţie a acţiunilor. Singurele diferenţe sunt percepţiile şi acţiunile efective pe care le îndeplinesc, deoarece agenţii sunt situaţi diferit în mediul de execuţie.

Într-un astfel de sistem agenţii nu comunică direct. De aceea încă din faza de proiectare a sistemului trebuie să se decidă în ce mod poate un agent să îi influenţeze pe ceilalţi

b. Sistemele multiagent eterogene necomunicative

Un astfel de sistem este mai complex şi de o putere mai mare de acţiune. Eterogenitatea se manifestă prin diferenţe în ceea ce priveşte scopurile, cunoştinţele sau tipurile de acţiuni. Într-un astfel de sistem agenţii pot fi cooperanţi, adică se ajută reciproc pentru îndeplinirea scopului sau pot fi concurenţi, adică îşi urmează propriile obiective, într-o astfel de situaţie se poate ajunge ca un agent să îşi îndeplinească scopul numai dacă alt agent nu reuşeşte îndeplinirea acestuia.

Într-un astfel de sistem nu există comunicare astfel este dificil ca un agent să îşi prezinte scopurile, cunoştinţele sau acţiunile. Un agent va trebui să le deducă numai pe baza unor observaţii, pe comportamentului exterior al acestora.

c. Sistemele multiagent comunicative

Acest tip de sistem este mult mai dezvoltat deoarece pune în valoare capacitatea de comunicare între agenţi. Comunicarea poate fi văzută ca parte a interacţiunii agentului cu mediul.

Comunicarea se poate realiza în mai multe moduri:

• schimb de informaţii unu – la – unu între doi agenţi

• informaţiile pot fi comunicate tuturor agenţilor (broadcast)

• informaţiile pot fi puse într-o zonă de memorie comună (blackboard).

În toate sistemele multiagent şi în special în cele cu agenţi construiţi de diferiţi proiectanţi, este foarte important să existe un protocol şi un limbaj de comunicare comun, pentru ca participanţii să se poată comunica. Protocoalele se referă mai ales la formatul mesajului, conţinutul său şi coordonarea dintre agenţi. Cele mai utilizate limbaje proiectate pentru acoperirea acestor aspecte sunt KQML, KIF, respectiv COOL.

3.4. Protocoale de comunicare. Negocierea

Aşa cum am subliniat anterior, o problemă complexă poate fi divizată pe subprobleme care pot fi alocate spre rezolvare unor agenţi. Această abordare „divide et impera” reduce complexitatea problemei, deoarece subproblemele necesită agenţi cu mai puţine competenţe şi mai puţine resurse. Totuşi, descompunerea problemei trebuie să ţină


92

seama de resursele şi capacităţile agenţilor, precum şi de evitarea interacţiunilor nedorite şi a conflictelor între aceştia.

Descompunerea problemei poate fi făcută de proiectant, în etapa de implementare, sau dinamic, de către agenţi, în timpul execuţiei.

Subproblemele pot fi distribuite în conformitate cu următoarele criterii :

• evitarea supraîncărcării resurselor critice;

• atribuirea sarcinilor către agenţi cu abilităţi potrivite;

• selectarea unui agent cu privilegii mai mari, care să împartă sarcini celorlalţi agenţi;

• atribuirea agenţilor de sarcini interdependente pentru a minimiza costurile de comunicare şi sincronizare;

• reatribuirea sarcinilor atunci când acest lucru este necesar pentru realizarea sarcinilor urgente.

În anumite situaţii agenţii trebuie să decidă singuri ce sarcini vor îndeplini, în funcţie de propriile scopuri, interese şi capacităţi. O formă frecventă de interacţiune care apare între agenţii cu scopuri diferite este negocierea, procesul prin care este luată o decizie comună de către doi sau mai mulţi agenţi care încearcă fiecare îndeplinirea unui scop individual.

Agenţii din cadrul unui sistem pentru a putea colabora trebuie să dispună de un protocol de comunicare. În acest sens, ideea de bază este separarea semanticii protocolului de comunicare (care trebuie să fie independent de domeniu) de semantica mesajului conţinut (care poate depinde de domeniu). Pentru a interacţiona, agenţii trebuie să se pună de acord asupra câtorva aspecte:

• transportul: cum primesc sau trimit mesajele;

• limbajul: cum interpretează semnificaţia mesajelor;

• politica: cum structurează conversaţiile;

• arhitectura: cum să fie conectate sistemele în conformitate cu protocoalele constitutive.

Procesul de negociere:

Reuşita colaborării dintre agenţi depinde de protocol de negociere stabilit. Jeffrey Rosenschein afirmă [29]: „Prin protocol înţelegem regulile publice pe baza cărora diverşii agenţi se pot înţelege. Un protocol descrie atât tipul de înţelegeri ce se pot stabili între agenţi, cât şi secvenţele de oferte şi contra-oferte ce pot fi făcute de respectivii agenţi”.

Pentru ca diferiţi agenţi să poată coopera este nevoie ca toţi să folosească acelaşi protocol. Acest protocol trebuie să asigure eficienţa colaborării, adică să ducă la găsirea celei mai bune soluţii pentru agenţii implicaţi. Un protocol nu trebuie să permită obţinerea de beneficii prin înşelarea partenerilor de negociere.

Mecanismul de negociere trebuie să aibă următoarele proprietăţi:

• eficienţă: agenţii nu trebuie să irosească resurse pentru a ajunge la un acord;


• stabilitate: agenţii trebuie să respecte o strategia convenită;

• simplitate: mecanismul de negociere trebuie să aibă costuri mici şi să se realizeze cu comunicaţii minimale;

• distribuire: mecanismul nu trebuie să necesite un proces decizional centralizat;

• simetrie: mecanismul trebuie să fie imparţial faţă de toţi agenţii implicaţi.

Tipuri de comunicare între agenţi:

- Comunicarea folosind TELL si ASK

Fig. 3.13. – Comunicare folosind TELL şi ASK

Acest tip de comunicare se aplică agenţilor care împart acelaşi limbaj de reprezentare şi au acces direct la baza de cunoştinţe a celuilalt prin intermediul interfeţelor TELL si ASK.

- Comunicarea folosind limbaje formale

Fig. 3.14. – Comunicare folosind limbaje formale

Acest tip de comunicare este folosită atunci când nu se poate comunica prin acces direct la baza de cunoştinţe a unui alt agent.

Pentru ca doi sau mai mulţi agenţi să fie capabili să comunice unul cu celalalt, ei trebuie să vorbească acelaşi limbaj. Deşi în general fiecare creator al unui sistem multi-agent foloseşte propriul limbaj de comunicare, doua limbaje s-au impus ca fiind cele mai folosite: KQML şi FIPA-ACL.

De exemplu un mesaj schimbat între 2 agenţi va trebui să conţină 5 câmpuri: <sender> - ce agent a trimis mesajul, <receiver> - ce agenţi sunt destinatarii mesajului, <speechAct> - actul de limbaj al mesajului, <content> - conţinutul mesajului şi <protocol> -

93


numele protocolului de comunicare folosit. Actele de limbaj sunt folosite pentru a exprima intenţia agentului care trimite mesajul, care este sensul pe care acel agent îl asociază cu acest mesaj. Doi agenţi care vorbesc acelaşi limbaj sunt capabili să descifreze un mesaj şi să înţeleagă acelaşi lucru.

(*message* <sender> <receiver> <speechAct> <content> <protocol>)

Un exemplu de mesaj poate fi:

(*message* agentA agentB propose (object1 100) simpleProtocol),

semnificând ca agentul A ii propune agentului B obiectul 1 la preţul de 100 folosind protocolul simpleProtocol.

Dar pentru ca doi agenţi să poată comunica (deci să poarte o conversaţie) nu este de ajuns doar ca ei să înţeleagă mesajele primite. Este important ca ei să respecte anumite reguli într-o conversaţie, în special reguli ce definesc ce mesaje pot fi trimise la un moment dat. Aceste reguli formează ceea ce se numeşte un protocol de comunicare.

Probleme de securitate:

a. schimbarea identităţii:

• un agent A poate pretinde că este de fapt un alt agent pentru a accesa datele sau serviciile unui host;

• sistemul gazdă îşi poate lua o falsă identitate pentru a păcăli agenţii.

b. respingerea cererii:

• un agent poate încerca să blocheze anumite resurse pentru a împiedica alţi agenţi să le folosească;

• sistemul gazdă poate ignora cererea unui agent de acces la o resursă sau serviciu.

c. acces neautorizat:

• agenţii pot obţine accesul la anumite date prin exploatarea slăbiciunilor sistemului;

• un agent A poate folosi un alt agent B pentru a avea acces la date.

d. sistemul gazdă prin anumite proceduri poate afla algoritmul de funcţionare al unui agent şi datele sale, de exemplu poate afla preţul maxim pe care acesta este autorizat să îl ofere.

3.4.1. Knowledge Query and Manipulation Language (KQML)

Limbajul KQML este un protocol destinat schimbului de informaţii şi cunoştinţe,

care permite programelor de aplicaţii să interacţioneze cu sistemele inteligente. Acest limbaj, dezvoltat iniţial în cadrul iniţiativei DARPA de partajare a cunoştinţelor, a devenit un standard pentru comunicaţiile interagent [25].

94


95

Un mesaj KQML constă dintr-o aşa numită performativă, informaţii despre expeditor şi destinatar, conţinutul propriu-zis şi un set de argumente opţionale.

Structura fundamentală a unui mesaj este următoarea:

( < performativă > :sender < cuvânt > :receiver < cuvânt > :language < cuvânt > :ontology < cuvânt > :content < expresie > ... )

Performativa se referă la tipul de acţiune cerut prin mesaj. Presupunem că S este expeditorul (sender-ul) şi R – destinatarul (receiver-ul):

• advertise: S este în mod special potrivit pentru acţiune;

• ask-about: S vrea toate propoziţiile relevante din baza virtuală de cunoştinţe (BVC) a lui R;

• ask-one: S vrea un răspuns de la R la o întrebare;

• delete: S vrea ca R să îşi şteargă o propoziţie din BVC;

• deny: performativa din mesaj nu (mai) este relevantă pentru S;

• forward: S vrea ca R să transmită mai departe un mesaj;

• insert: S îi cere lui R să îşi adauge în BVC conţinutul mesajului;

• sorry: S nu poate furniza un răspuns mai adecvat;

• tell: propoziţia este în BVC a lui S;

• untell: propoziţia nu este în BVC a lui S.

Cuvântul cheie „language” semnifică limbajul folosit, deoarece conţinutul (precedat de content) poate fi exprimat în orice limbaj, de exemplu SQL, KIF, CLIPS etc. Ontologia înseamnă aici „vocabularul” cuvintelor din mesaj. Într-un sens mai larg, ea se referă la categoriile utilizate în conţinutul mesajului: obiecte, concepte şi relaţii din domeniul respectiv. Ontologia conferă semnificaţie simbolurilor şi expresiilor utilizate pentru a descrie domeniul. Un agent poate înţelege un mesaj numai când cunoaşte limbajul şi ontologia acestuia.

Protocolul KQML acţionează într-o infrastructură de comunicaţii care trebuie să permită agenţilor să se localizeze unul pe celălalt. Infrastructura propriu-zisă nu este precizată în specificaţiile KQML şi implementarea sa cade în responsabilitatea proiectantului sistemului.


96

3.4.2. Knowledge Interchange Format (KIF)

Caracteristicile următoare sunt esenţiale pentru acest limbaj [19]:

• KIF are o semantică declarativă, iar înţelesul expresiilor poate fi înţeles fără ajutorul unui interpretor care să le prelucreze;

• permite exprimarea în propoziţii logice arbitrare;

• permite reprezentarea metacunoştinţelor, astfel încât utilizatorul poate descrie explicit reprezentarea cunoştinţelor şi poate de asemenea introduce noi modalităţi de reprezentare a acestora.

În acelaşi timp, limbajul poate fi extins pentru asigurarea:

• translatabilităţii: o necesitate operaţională este posibilitatea de a traduce bazele de cunoştinţe declarative în şi din diverse limbaje de reprezentare a cunoştinţelor;

• lizibilităţii: deşi KIF nu este proiectat special pentru interacţiunea cu oamenii, lizibilitatea facilitează utilizarea sa pentru descrierea semanticii limbajelor de reprezentare, pentru publicarea exemplificărilor cu baze de cunoştinţe sau pentru asistarea operatorilor umani în probleme de translatare a bazelor de cunoştinţe;

• utilizabilităţii: deşi KIF nu este proiectat ca un limbaj de reprezentare sau comunicare în cadrul aplicaţiilor, limbajul poate fi utilizat şi în acest scop.

KIF a fost propus ca un standard pentru descrierea cunoştinţelor din sistemele expert, baze de date, agenţi inteligenţi etc.

Când sisteme diferite comunică, ele pot avea capacităţi de înţelegere diferite. În acest caz, dacă un agent primeşte un mesaj pe care nu-l poate procesa, îl poate ignora, chiar dacă înţelege anumite porţiuni. Dacă i se cere însă un răspuns, destinatarul va putea raporta o eroare expeditorului.

3.4.3. COOrdination Language (COOL)

Dacă KQML este folosit pentru formatului mesajului, iar KIF pentru reprezentarea conţinutului informaţional, limbajul COOL tratează nivelul de coordonare şi este utilizat în principal pentru a proiecta, reprezenta şi valida mecanismele şi protocoalele de coordonare în sistemele multiagent.

În medii cu resurse limitate, agenţii trebuie să-şi coordoneze activităţile pentru promovarea propriilor interese şi îndeplinirea scopurilor de grup. Acţiunile agenţilor trebuie coordonate deoarece acestea sunt interdependente şi nici un agent nu are competenţa, resursele sau cunoştinţele necesare atingerii de unul singur a scopurilor sistemului. De


97

exemplu, coordonarea se poate referi la trimiterea promptă de informaţii altor agenţi, sincronizarea acţiunilor agenţilor sau evitarea rezolvării redundante de probleme.

3.4.4. Sisteme blackboard

Agenţii pot comunica prin schimb de informaţii unu – la – unu sau prin broadcast. Este posibil ca un agent să se comporte ca un client care să ceară sau să transmită informaţii către altul, cu rol de server. Comunicaţiile în această manieră pot fi sincrone, când un răspuns este aşteptat pentru fiecare cerere, sau asincrone, când răspunsurile serverului vin la intervale neregulate de timp.

O altă abordare este utilizarea unei memorii comune, la care să aibă acces toţi agenţii şi prin intermediul căreia să poată comunica, un astfel de sistem se numeşte blackboard.

Caracteristici ale sistemelor blackboard:

• independenţa cunoştinţelor: agenţii nu sunt instruiţi să lucreze exclusiv într-un anumit grup, ei pot contribui independent la găsirea soluţiei;

• reprezentarea flexibilă a informaţiilor: nu există restricţii apriori asupra informaţiilor care vor fi plasate pe tablă;

• limbajul comun de interacţiune: agenţii trebuie să interpreteze corect informaţiile înregistrate pe tablă;

• activarea bazată pe evenimente: agenţii pot adăuga noi sau şterge informaţii;

• necesitatea controlului: o componentă de control este responsabilă pentru administrarea desfăşurării rezolvării problemei. Când contribuţia curentă a unui agent se termină, componenta de control selectează alt agent considerat ca fiind cel mai potrivit pentru activare. Componenta de control trebuie să estimeze calitatea şi costul participării fiecărui agent;

• generarea incrementală a soluţiei: agenţii contribuie la soluţie uneori aprobând, alteori contrazicând informaţiile existente sau iniţiind o nouă linie de raţionament.

3.5. Abordări ale tehnologiei orientate agent în cadrul sistemelor cooperative

În figura 3.15 se regăseşte un exemplu de arhitectură bazată pe agenţi.

Agentul asistent are rolul de a îndruma utilizatorul pentru ca acesta să poată folosi eficient sistemul accesat. De exemplu clientul plasează o cerere în cadrul sistemului şi poate observa paşii ce duc spre rezolvarea acesteia prin intermediul unui agent de tip Extranet. Vânzătorul va folosi un soft de tip Customer Connect pentru a procesa cererea clientului şi pentru a trimite sarcinile către diferiţi agenţi, astfel se pot folosi agenţi de tip Intranet.


Una astfel de tip de agent este un agent ce posedă mobilitate şi acţionează în mediul oferit de către agentul de tip interfaţă.

Agenţii de interfaţă au rolul de a adapta informaţia folosită în cadrul aplicaţiei într-un format ce poate fi înţeles de utilizator sau de agentul acestuia.

Agenţii de coordonare şi control controlează partea cea mai importantă a aplicaţiei. Un agent de tip control al fluxului are rolul de a controla fluxul de aplicaţii de la diverse cereri până la comenzi şi livrări. Prin modificarea şi configurarea acestui tip de agent se poate schimba întreg modul de desfăşurare al aplicaţiei.

Agenţii auxiliari realizează diverse sarcini în cadrul aplicaţiei şi ei se comportă ca şi clienţi.

Fig. 3.155. – Arhitectura unei aplicaţii bazată pe agenţi

De asemenea, este necesară existenţa unor agenţi care să găsească erorile şi să le îndrepte. Atunci când aceste erori intervin ele întrerup întreg procesul, mai ales dacă se manifestă la majoritatea agenţilor implicaţi în proces. De exemplu un agent poate cere achiziţionarea unui echipament ce nu se încadrează în bugetul gestionat de un alt agent. Sau o altă eroare, un agent A1 poate cere prelucrarea unei piese pe maşina M1 deşi ea ar putea fi prelucrată mai rapid şi mai ieftin pe maşina M2.

Rolul principal al agenţilor în cadrul sistemelor de proiectare este acela de a asigura comunicarea şi de a îmbunătăţi coordonarea în timpul funcţionării sistemului. În acest mediu din cadrul sistemului în care agenţii acţionează trebuie să permită schimbul de informaţie între toţi participanţii din cadrul sistemului. De asemenea, agenţii implicaţi trebuie să fie capabili să ia decizii, să ofere posibilităţi de cooperare şi de negociere între mai multe discipline implicate în proiect.

98


99

De exemplu, pentru a putea continua în bune condiţii procesul de producţie se decide înlocuirea unui echipament E1 cu un altul E2 mai performant. În acest moment vor apărea mai multe probleme şi conflicte ce vor trebui rezolvate de către agenţii din sistem. În primul rând este posibil ca acest nou echipament să nu aibă loc în hala de producţie sau pentru a optimiza procesul trebuie mutat între echipamentele E3 şi E4, a căror mutare va afecta alte echipamente etc. De asemenea, acest nou echipament poate consuma energie în plus faţă E1, fapt ce poate duce la un conflict cu agentul ce se ocupă de acest sector care probabil are înscris în cod o limitare privind energia consumată.

În cazul apariţiei unei probleme se poate merge pe cale ierarhică: se verifică starea maşinii, apoi dacă scula este ruptă sau uzată, în acest caz agentul va sesiza agentul ce se ocupă de magazia de scule pentru a o înlocui, dacă nu se mai alimentează cu semifabricate, care este cauza? nu mai este material, defect al semifabricatului, defect al benzii transportoare etc., dacă maşina nu funcţionează, se verifică la agentul ce gestionează energia din hală etc.

În cadrul un sistem de cooperare multidisciplinar în care sunt prezente mai multe soft-uri este necesar un control al versiunilor acestor soft-uri pentru a împiedica pierderea de date sau eventuale erori la transferul acestora, de asemenea, trebuie să se ţină o evidenţă clară a tuturor activităţilor desfăşurate („istoria activităţilor”). Acest sistem trebuie să deţină un nivel de securitate ridicat astfel încât fiecare parte implicată să aibă acces doar la datele de care are nevoie pentru a-şi continua activitatea şi pentru a-şi atinge scopul. Părţile implicate (agenţii) pot fi grupaţi ierarhic după autoritate şi rol în cadrul sistemului:

• agenţi pentru planificarea transportului, livrării, timpi de livrare, tipuri de produse, ruta adoptată pentru transport (eventual acest agent poate lua decizii în funcţie de starea drumurilor, trafic, starea vremii – informaţii primite prin web de la agenţi externi specializaţi în furnizarea acestor tipuri de informaţie.

• agenţi pentru planificare producţiei din cadrul întreprinderii (agenţi ce controlează vehicule autonome de transfer şi transport, de ex. robocar)

Într-un asemenea sistem un agent poate fi responsabil pentru planificarea unei maşini, a unei scule, a unei resurse umane etc.

Putem identifica următoarele tipuri principale de agenţi:

• agent de proces: el ştie toate piesele, materialele şi resursele necesare pentru realizarea unui anumit ansamblu sau produs. El poate negocia cu furnizorul de materie primă pentru a achiziţiona resursele necesare pentru îndeplinirea întregului plan de producţie.

• agent resursă: reprezintă o resursă individuală, de exemplu: o sculă, un conveior sau un operator. El memorează întreaga istorie de activităţi desfăşurate, planificarea, disponibilitatea şi costul.

• agent intermediar: reprezintă intrările (materiale) şi ieşirile (produsul final) ale agentului de proces, el în unele cazuri poate fi interpretat ca fiind un buffer ce deţine informaţiile despre materialul sau produsul respectiv.


Fig. 3.166. – Negocierea între agenţi

Un agent inteligent, cunoscând interesele utilizatorului, va fi capabil să schimbe complet modul de interacţiune om-maşină. În loc de a specifica fiecare pas pe care calculatorul trebuie să-l execute, utilizatorii vor coopera cu agenţii subordonaţi lor pentru a rezolva împreună probleme, într-un mediu în care iniţiativa comunicaţiei nu va aparţine neapărat părţii umane.

Softbot-ul este un agent căruia utilizatorul îi specifică o cerere la un nivel abstract care nu implică detalii privind modul în care cererea trebuie să fie soluţionată. Se presupune că un softbot este apoi capabil să găsească soluţia optimă şi să decidă de exemplu dacă e mai bine să ofere o soluţie incompletă sau dacă e necesar să consulte utilizatorul pentru întrebări suplimentare.

Diferenţa dintre un agent şi un program obişnuit:

Majoritatea agenţilor activează în lumea reală, agenţii software acţionează în sisteme de operare, baze de date, reţele etc. Agenţii de viaţă artificială activează în medii virtuale pe ecranul calculatorului sau în memoria sa.

Fiecare agent este situat într-un mediu şi face parte din el, acţionează autonom şi continuu pe o anumită perioadă de timp.

Un program nu poate fi agent deoarece ieşirile sale ca consecinţă a acţiunilor sale nu vor afecta modul său de acţiune din viitor. Se poate spune că toţi agenţii software sunt programe dar nu toate programele pot fi agenţi. (de exemplu un corector gramatical ce face parte dintr-un program de tip „Word” nu poate fi un agent dar un astfel de corector gramatical ce corectează greşelile în timp real, în timp ce utilizatorul tastează poate fi un agent.

100


101

3.6. Concluzii

Apariţia tehnologiei agent a făcut ca numeroase firme, universităţi şi laboratoare de cercetare să dezvolte sisteme agent, fiecare având la bază o anumită înţelegere a fenomenului. Acest lucru s-a întâmplat şi în cazul mediilor agenţilor mobili, şi se pot da ca exemplu: IBM (Aglets), General Magic (Odyssey), Darthmouth College (AgentTcl) etc. Datorită diversităţii de medii agent, s-a ajuns, în mod normal, la apariţia unei incompatibilităţi între agenţii acestor medii. Această incompatibilitate se remarca la toate nivelele, adică un agent al unui mediu nu putea fi găzduit de un alt mediu sau nu putea accesa resursele gestionate de respectivul mediu sau nu putea comunica cu agenţii locali.

Pentru rezolvarea acestor probleme, mai multe firme dezvoltatoare de sisteme agent au realizat o specificaţie, pe baza căreia să se poată dezvolta sisteme agent diverse, agenţii acestora putând însă interacţiona. Astfel, s-au identificat părţile comune pe care le posedă mediile agent, adică acelea legate de interacţiune, transfer de agenţi şi securitate. Mai apoi s-au extras un set de trăsături în ideea standardizării acestora, pentru a promova atât interoperabilitatea agenţilor, cât şi îmbunătăţirea mediilor agent. Acest document, denumit Mobile Agent Facitity Specification (MAF), a fost propus spre standardizare.

În urma acestui proces de standardizare s-a convenit:

• agentul este un program software ce rulează autonom, pe încrederea unei persoane sau organizaţii. Cei mai mulţi agenţi actuali sunt programaţi cu ajutorul limbajelor interpretate (de exemplu Tcl, Java), pentru a se asigura portabilitatea lor pe variatele sisteme existente. Fiecare agent are propriul său fir de execuţie, astfel încât să poată să-şi ducă la bun sfârşit sarcinile, pe baza iniţiativei proprii. Când un agent se deplasează în alt mediu, el îşi transportă starea şi codul program cu el. Astfel, starea agent poate fi definită fie ca starea sa la execuţie, fie ca grupul valorilor variabilelor, pe baza cărora agentul poate deduce acţiunile următoare, în momentul în care a ajuns la destinaţie. Autentificarea unui agent se face pe baza identificării persoanei sau organizaţiei în numele căreia agentul există. Localizarea unui agent este dată de către adresa de reţea a sistemului agent unde acesta stă, alături de calea locală până la fişierul propriu.

• un sistem agent este o platformă ce poate crea, interpreta, executa, transfera şi distruge un agent. Ca şi agentul, un sistem agent se autentifică în numele unei persoane sau organizaţii, iar identificarea lui se face pe baza numelui şi adresei acestuia. Un host (gazdă) poate conţine mai multe sisteme agent. Comunicarea dintre sistemele agent se face prin modulul numit Infrastructura de Comunicare (Communication Infrastructure). Un astfel de modul furnizează sistemului agent serviciile de apel de procedură la distanţă (Remote Procedure Call), denumire şi securitate.


102

Care sunt avantajele folosirii unui agent mobil?

• costuri de comunicaţie scăzute: doar datele cu adevărat utile ar ajunge la utilizator, prin aceste costuri se înţeleg atât cele legate de timp, cât şi de transfer de date;

• coordonare uşoară: s-a dovedit că este mai uşor să se coordoneze un număr de cereri independente şi la distanţă, decât ca acestea să fie coordonate local;

• calcul asincron: în timp ce agentul lucrează pentru rezolvarea sarcinii, utilizatorul se poate concentra asupra altei probleme ştiind însă că rezultatul îi va veni la un moment dat. Utilizatorul se poate chiar deconecta de la reţea, agentul aşteptând să se reconecteze pentru a se reîntoarce de unde a plecat;

• arhitectură distribuită foarte flexibilă: agenţii mobili furnizează o arhitectură foarte flexibilă în comparaţie cu arhitecturile distribuite clasice.

Probleme ce pot apare în cazul unei abordări incorecte:

• problema transportului: cum se poate muta un agent dintr-un loc în altul; cum îşi modifică un agent structura în vederea acestei mutări?

• problema autentificării: cum putem fi siguri că agentul care se prezintă este şi agentul care spune că este?

• problema secretului: cum putem fi siguri că agentul nostru ne poate proteja informaţiile pe care i le furnizăm; cum putem fi siguri că altcineva nu încearcă să ne deturneze agentul, pentru propriile lui scopuri; cum putem fi siguri că agentului nostru nu i s-a citit codul?

• problema securităţii: cum putem opri accesul agenţilor-viruşi ce pot fura informaţii confidenţiale sau pot afecta activitatea sistemului?

Posibile probleme ce pot apare în folosirea agenţilor inteligenţi:

• infrastructuri nesigure: în cadrul sistemelor distribuite mari, de exemplu Internetul, problemele de comunicaţie pot cauza o lentoare în modul de acţiune al agenţilor sau chiar pot duce la pierderea de date, întârziere în primirea de mesaje sau chiar la dispariţia acestora;

• agenţi „răzleţi”, în cadrul sistemelor deschise agenţii sunt dezvoltaţi independent şi au o mare libertate de circulaţie, în aceste cazuri pot apare agenţi care să nu se supună regulilor sau care să acţioneze ostil, de exemplu bug-uri, viruşi, etc.

• disfuncţii în funcţionare, care pot duce la un comportament haotic al agenţilor.


103

Ca orice nouă tehnologie, cea orientată agent naşte dispute şi ridică diverse întrebări legate de implementarea acestora şi impactul asupra activităţii resursei umane, câteva din aceste probleme şi întrebări la care specialiştii din domeniu ar trebui în viitor să răspundă sunt redate în continuare:

• Ce reacţie vor avea oamenii în legătură cu dezvoltarea şi implementarea acestei noi tehnologii? Vor considera că vor fi înlocuiţi la locul de muncă sau vor fi mulţumiţi că le uşurează munca?

• Care este calea cea mai eficientă şi potrivită pentru a realiza comunicarea dintre oameni şi agenţi?

• Având în vedere faptul că aceste tehnici evoluează într-un ritm alert unde se va ajunge? Va trebui ca agenţii să fie înzestraţi cu emoţii? Vor avea oamenii încredere în agenţi?

• În viitor agentul va avea o interfaţă umană? Ce sarcini noi vor putea îndeplini?

• Cum îi pot ajuta agenţii pe oameni? Cum îi pot face mai productivi? Vor ajunge agenţii să-i înveţe pe oameni lucruri pe care aceştia nu le ştiu?


104

Cap. 4. REZULTATE PRELIMINARE PRIVIND IMPLEMENTAREA SISTEMELOR COOPERATIVE PENTRU DEZVOLTAREA PRODUSELOR INDUSTRIALE PE BAZA TEHNICILOR CAD – CAM – CAE

4.1. Proiectarea sistemelor cooperative. Metodologia de realizare şi dezvoltare a produselor pe baza tehnicilor CAD – CAM – CAE.

Un sistem cooperativ este un sistem în care mai mulţi utilizatori sau agenţi sunt angajaţi într-o activitate comună, de obicei din locaţii diferite. În cadrul familiei mari a aplicaţiilor distribuite, sistemele cooperative se disting prin faptul că agenţii din cadrul sistemului lucrează împreună pentru realizarea unui scop comun pentru care este nevoie de o interacţiune strânsă între toţi partenerii prin:

• accesul comun la informaţie;

• schimbul de informaţii;

• verificarea stadiului fiecărui partener în cadrul proiectului [30].

Fig. 4.1. – Schimbul de informaţie dintre parteneri în cadrul sistemului

Sistemele de acest tip sunt clasificate în funcţie de două dimensiuni:

• dacă utilizatorii lucrează împreună în acelaşi timp (în timp real sau în mod sincron) sau în momente diferite (în mod asincron);


105

• dacă utilizatorii lucrează în acelaşi loc (co-localizat) sau în locuri diferite (distribuite).

Fig. 4.2. – Colaborare în aceeaşi locaţie

Fig. 4.3. – Colaborare din locaţii diferite

4.1.1. Proiectarea sistemelor cooperative

Proiectarea acestui tip de sistem trebuie să pornească de la:

• genul de activităţi ce vor fi desfăşurate;

• de la numărul partenerilor implicaţi (într-un fel se comportă şi interacţionează de exemplu 100 de utilizatori şi în alt mod un grup format din 5 persoane, performanţa sistemului este dependentă de numărul de utilizatori);

• de asemenea, se presupune o bună înţelegere a tehnologiilor folosite în cadrul sistemului şi modul lor de implementare;


106

• infrastructura necesară pentru relaţia cu partenerii din afara sistemului;

• trebuie cunoscute tehnicile şi metodele ce vor fi folosite;

• costurile necesare proiectării, realizării, întreţinerii şi dezvoltării acestui sistem;

• durata de viaţă preconizată a alianţei partenerilor şi implicit ciclul de viaţă al produsului.

Fig. 4.4. – Proiectarea sistemului cooperativ [99]

Pentru utilizarea şi dezvoltarea sistemelor de lucru în cooperare asistată de calculator trebuie avute în vedere următoarele elemente cheie:

• conştientizarea (precizarea) grupului;

• spaţiul, colecţiile şi tipurile de informaţii partajate;

• modalităţile şi tipurile de comunicaţie;

• cunoaşterea facilităţilor mediului de dezvoltare;

• interfeţele multiutilizator;

• controlul lucrului concurent;

• coordonarea în cadrul grupului;

• suportul pe mediul eterogen şi deschis ce integrează aplicaţiile utilizator singulare.


107

Întrebările esenţiale pe care trebuie să le pună fiecare organizaţie înainte de intrarea într-o organizaţie virtuală ce presupune cooperarea printr-un astfel de sistem:

De ce? - Înainte de toate trebuie precizat scopul precis, reflectat în cerinţele clienţilor [53];

Ce? - Trebuie precizat ce anume implică această cooperare, ce produse, ce tehnologii trebuiesc implicate;

Cum? - Trebuie precizate strategia organizaţiei şi metodele ce vor fi folosite pentru îndeplinirea scopurilor;

Cine? - Trebuie să fie cunoscuţi toţi partenerii implicaţi în realizarea produsului respectiv şi responsabilităţile fiecăruia;

Când? - momentul intrării în vigoare al acordului, a perioadei de colaborare, momentele precise în care diferiţii parteneri trebuie să finalizeze anumite etape intermediare din cadrul proiectului;

Unde? - trebuie precizată locaţia fiecărui actor implicat în proiect şi a modului de interacţiune a acestuia cu ceilalţi actori implicaţi [11].

Fig. 4.5. - Întrebări esenţiale puse de fiecare organizaţie înainte de intrarea într-o organizaţie virtuală

Odată creată organizaţia se mai pot pune câteva probleme esenţiale [28]:

• Ce metode putem folosi pentru a produce produse noi, inovatoare?

• Cum putem mări viteza fluxului de lucru?

• Cum putem micşora costurile?

• Cum putem aduce primii produsul pe piaţă?

• Cum putem preveni întârzierile din fabricaţie?

Elemente ce trebuiesc îndeplinite pentru integrarea produselor şi a tehnologiilor:

• realizarea unei bune comunicări;


108

• sincronizare;

• deschidere către noile metode şi tehnologii;

• verificarea anterioară a potenţialelor riscuri;

• să se aibă în permanentă în vedere reducerea costului şi a timpului;

• concentrarea asupra cerinţelor clienţilor;

• integrarea metodelor, informaţiilor şi instrumentelor;

• sisteme capabile să suporte medii de colaborare;

• un rol important îl are educaţia şi instruirea personalului;

Condiţii ce trebuie îndeplinite pentru o funcţionare bună a acestor tipuri de sisteme:

• definirea tipurilor de date care trebuie modificate sau schimbate;

• existenţa de date coerente şi uşor de înţeles;

• bună corelare şi compatibilitate între toate disciplinele implicate în proiect;

• accesul pe nivele de informare la baza de date, în funcţie de actorul care solicită respectivele informaţii [47].

În figura 4.6 se prezintă modalitatea de alegere a celor mai buni parteneri şi a celei mai bune echipe, hotărârea asupra scopului final al Întreprinderii virtuale are loc în funcţie de scopul său iniţial, de scopul partenerului implicaţi şi de cerinţa pieţei. Astfel se face o listă cu potenţialii parteneri, a ofertei lor, se vor compara compatibilitatea, se va face o evaluare individuală şi se va face o listă de propuneri cu viitorii parteneri. După evaluarea privind alegerea viitorilor parteneri în funcţie de cerinţe, resurse şi nevoi se va alege echipa. Nu întotdeauna cei mai buni membrii selectaţi vor forma şi cea mai bună echipă.

Fig. 4.6. – Selectarea echipei şi a partenerilor


109

4.1.2. Proiectarea şi dezvoltarea produsului pe baza tehnicilor CAD – CAM – CAE

Primul pas în tot acest complex ciclu o reprezintă ideea. Ideea realizării unui produs anume poate veni din interiorul unei organizaţii. Ideea este analizată şi dacă este fiabilă şi realizabilă se recurge la căutarea de parteneri şi finanţare pentru realizarea unei structuri de tip întreprindere virtuală.

Fig. 4.7. – Apariţia ideii de produs

Ideea realizării unui nou produs poate veni şi din cadrul unei organizaţii de tip virtual deja constituită. În acest caz realizarea ei este mult mai facilă, durata de concepere, realizare şi ieşire pe piaţă este mult mai scurtă. Tot în cazul unei astfel de întreprinderi virtuale deja constituite ideea de produs poate veni ca urmare a unor cercetări de piaţă, ca urmare a unei nevoi din partea clienţilor potenţiali.

Fig. 4.8. – Tipuri de relaţii ale departamentului de marketing


110

Ideea astfel conturată se concretizează în departamentul de cercetare-dezvoltare şi cel de proiectare asistată. Se studiază necesitatea produsului, competitivitate, performanţe. Se compară cu cele similare de pe piaţă, ce aduce acesta nou în comparaţie cu celelalte.

La faza de proiectare trebuiesc prevăzute toate detaliile, inclusiv materiale, posibilităţi de reciclare şi scoatere din uz. Se studiază mai multe posibilităţi de realizare, fiecare cu avantaje şi dezavantaje pentru a se alege varianta optimă.

Departamentul de marketing dezvoltă următoarele tipuri de relaţii:

• relaţii orizontale – cu celelalte departamente: cercetare dezvoltare, CAD, CAM, CAE, departamentul de fabricaţie, etc.

• relaţii verticale – cu furnizori, intermediari, distribuitori, clienţi etc.

Pentru a înţelege mai bine rolul CAD, CAM , CAE în dezvoltarea sistemelor cooperative trebuie să examinăm principalele activităţi şi funcţii ce trebuiesc realizate în procesul de proiectare şi procesul de fabricaţie al produselor. Ciclul de viaţă al produsului în faza de realizare virtuală se compune din două activităţi principale: procesul de proiectare şi procesul de fabricaţie.

Fig. 4.9. – Realizarea produsului pe baza tehnicilor CAD-CAM-CAE


111

Faza de proiectare are la bază cerinţa clientului care este percepută prin intermediul departamentului de marketing şi se termină cu o completă descriere a produsului, de obicei sub forma unui desen. Procesul de fabricaţie începe cu specificaţiile de proiectare şi se termină cu livrarea produsului [35].

Odată faza de proiectare încheiată, după optimizare şi după luarea unor decizii, se poate face evaluarea proiectului până în această fază de dezvoltare.

După modelare piesa este supusă simulării privind solicitările la care este supusă (analiză CAE), rezultatul acestei analize hotărând dacă este necesară sau nu o remodelare a piesei.

Când procesul de evaluare prezintă un rezultat favorabil, este pregătită documentaţia proiectului care include: desene, rapoarte şi lista de materiale necesare, iar piesa merge mai departe către modulul de CAM de unde rezultă fişa film.

În cazul în care fişa film relevă dificultăţi în realizarea piesei, documentaţia acumulată până în acest moment este trimisă departamentului de cercetare-proiectare.

Procesul de fabricaţie începe cu planificarea operaţiilor, folosind desenele din faza de proiectare. Prin planificare se stabilesc parametrii procesului, planul de operaţii, tipuri de scule, maşinile pe care se vor efectua operaţiile de prelucrare, materialele necesare. Odată planificarea încheiată se trece la executarea pieselor şi apoi controlul calităţii.

4.2. Studiu privind sisteme cooperative capabile să susţină colaborarea în realizarea şi dezvoltarea produselor industriale prin integrarea principalelor aplicaţii necesare cooperării.

4.2.1. Integrarea principalelor aplicaţii necesare cooperării cu ajutorul tehnologiei orientate agent. Studii de caz.

Rolul principal al agenţilor în cadrul sistemelor de proiectare este acela de a asigura comunicarea şi de a îmbunătăţi coordonarea în timpul funcţionării sistemului. În acest mediu din cadrul sistemului în care agenţii acţionează trebuie să permită schimbul de informaţie între toţi participanţii din cadrul sistemului. De asemenea, agenţii implicaţi trebuie să fie capabili să ia decizii, să ofere posibilităţi de cooperare şi de negociere între mai multe discipline implicate în proiect.

Două limbaje s-au impus ca fiind cele mai folosite: KQML şi FIPA-ACL, dar în general fiecare creator al unui sistem multiagent foloseşte propriul limbaj de comunicare.

Un exemplu de comunicare între agenţi folosind limbajul FIPA va fi prezentat la una din liniile de comandă din acest studiul de caz, limbajul FIPA descriind în detaliu fiecare agent participant prin: nume, adresă, clasa din care face parte, de asemenea, este prezentat


112

detaliat mesajul propriu-zis care se doreşte a fi transmis, iar în încheiere, se dau detalii referitoare la: limbajul folosit, ontologii, protocoale etc.

În studiile de caz prezentate pe lângă comenzile specifice de programare propriu-zisă a fiecărui agent, liniile de comandă destinate comunicării între agenţi pot avea o formă simplificată după cum urmează (au fost create special pentru acest tip de comunicare şi pentru studiile de caz):

To <receiver> From <sender> <object> <information> <command>

Primele câmpuri referitoare la expeditor şi destinatar sunt obligatorii, celelalte fiind opţionale dar prezenţa a cel puţin unuia în conţinutul mesajului este obligatorie; alegerea acestuia depinde de tipul mesajul şi ceea ce se doreşte a se comunica. Câmpul <receiver> poate fi de tip „all” atunci când mesajul se doreşte a fi transmis către toţi agenţii din cadrul sistemului.

Câmpurile <receiver> şi <sender> vor cuprinde numele agentului, agentul destinatar, respectiv expeditor.

Cu ajutorul câmpului <command> se pot adresa diverse comenzi către anumiţi agenţi. În mod normal astfel de comenzi pot da agenţii de influenţă din cadrul sistemului.

Câmpul <information> cuprinde diverse informaţii predefinite în sistem pentru a putea fi înţelese de către toţi agenţii, poate avea ataşate diverse date, rapoarte etc.

Câmpul <object> nu poate exista de sine stătător în cadrul liniei de comandă el poate fi ataşat alături de o informaţie sau comandă. Este folosit de exemplu când se oferă informaţii despre o a treia parte implicată în sistem (de exemplu agentul 1 oferă informaţii referitoare la agentul 3 către agentul 2).

De asemenea, pot fi introduse mai multe astfel de obiecte in linia de comandă, de exemplu numele maşinii la care se referă informaţia şi tipul erorii: „machine5 7231a”. Atât tipurile maşinilor, pieselor, sculelor cât şi alte genuri de informaţii cum ar fi codul erorii ce se regăsesc în liniile de comandă sunt preluate dintr-o bază de date individuală agentului care comunică, sau din baza de date comună.

Foarte important este ca informaţia să poată fi înţeleasă de destinatar, de exemplu dacă se trimite o informaţie referitoare la apariţia unei erori la maşina5, destinatarul trebuie să aibă în baza de date codul erorii primite şi descrierea acesteia pentru a putea acţiona în consecinţă.

Studiu caz 1:

Presupunem apariţia unei probleme la maşina3 din departamentul de fabricaţie. Pentru a identifica problema, agentul ce gestionează activitatea maşinii recurge la o verificare pe cale ierarhică eliminând rând pe rând posibilele cauze ale întreruperii funcţionării.

Agenţii implicaţi în cadrul sistemului:

• „superviz” este agentul supervizor al sistemului din cadrul acestui departament;

• „machine3” este agentul ce gestionează activitatea maşinii 3 din cadrul departamentului;


113

• „en_agent” agentul ce se ocupă cu gestionarea energiei electrice;

• „conv1” este agentul care supervizează activitatea conveiorului 1 din cadrul sistemului;

• „store” este agentul ce gestionează intrările, ieşirile din depozit. Agentul are acces la o bază de date ce conţine toate sculele existente, semifabricate, piese finite etc.

• „depan” este agentul care gestionează resursa umană pe parte de depanare.

Pentru câmpul <information> din acest studiu de caz au fost definite următoarele tipuri de informare:

• „Hello” – prin acest mesaj agentul îşi face simţită prezenţa în sistem şi reprezintă totodată metoda standard de începere a unei comunicaţii cu un alt agent;

• „technical problem” – prin livrarea acestui mesaj către destinatar, i se aduce la cunoştinţă acestuia că maşina administrată de agentul expeditor are o problemă tehnică ce trebuie remediată şi de asemenea, trebuie făcută publică către ceilalţi agenţi din sistem;

• „problem” – este genul de declaraţie de informare la care trebuie adăugat obligatoriu un obiect, astfel de informare este folosită când se doreşte a se comunica în sistem că un anumit obiect ( de exemplu o maşină sau conveior) prezintă o problemă care este posibil să influenţeze activitatea unor agenţi;

• „delivery problem” – acest tip de informaţie este transmis atunci când apare o problemă de livrare a unui obiect sau informaţie, de exemplu: semifabricat, piesă finită, sculă etc.;

• „other problem” – prin acest mesaj se informează agentul destinatar că problema este alta decât cea preconizată, acest tip de mesaj se transmite de obicei după o verificare a obiectului administrat;

• „no system problem” – un agent trimite un astfel de mesaj pentru a informa agentul său de influenţă sau alţi agenţi din sistem că obiectul administrat de el nu prezintă nici o problemă şi funcţionează în parametri;

• „problem raport sent” – acest mesaj indică trimiterea unui raport referitor la problema apărută;

• „raport sent” – mesajul precizează faptul că a fost trimis un raport referitor la starea obiectului administrat;

• „information” – declaraţia în mod obişnuit este însoţită de un obiect la care fac referire informaţiile livrate, de exemplu un agent trimite toate informaţiile despre o anumită piesă agentului unei maşini pe care piesa urmează a fi prelucrată;

• „arrive” – cu ajutorul acestui mesaj se transmite către destinatar că un anumit obiect urmează să sosească: o piesă, o sculă, un fişier etc.;


114

• „replace” – agentul destinatar este informat că un obiect din cadrul sistemului (de exemplu o maşină sau piesă) este înlocuit;

• „energy ok” – acest tip de mesaj este folosit de către agentul ce administrează livrarea energie electrice în sistem, astfel e anunţă faptul că nu există o astfel de problemă în sistem;

• „extraenergy” – informaţie tipică folosită în schimbul de informaţie cu agentul ce gestionează energia electrică din departament;

• „time needed” – indică faptul că agentul expeditor are nevoie de mai mult timp pentru a realiza cerinţa cerută de către un alt agent;

• „depan needed” – este genul de informare folosită exclusiv către agentul ce gestionează resursa umană ce se ocupă cu întreţinerea sistemului, mesajul indică necesitatea intervenţiei depanatorului la maşina gestionată de către agentul expeditor;

• „scrap” – declaraţia trebuie ataşată unui obiect despre care se indică faptul că reprezintă un rebut, nu mai poate fi folosită în sistem şi trebuie eliminată;

• „ok” – indică faptul că nu există nici o problemă la obiectul ataşat;

• „time” – este tipul de informaţie care are ataşat un obiect de tip „date” ce indică timpul necesar pentru îndeplinirea unei cerinţe de către agentul expeditor;

Pentru câmpul <command> au fost definite următoarele tipuri de comenzi:

• „please raport” – este tipul de comandă prin care agentul expeditor solicită agentului destinatar efectuarea şi transmiterea unui raport referitor la un anume eveniment sau la starea generală a obiectului administrat de către acesta;

• „please shutdown” – prin această comandă agentului destinatar i se comunică că trebuie să întrerupă activitatea curentă a maşinii pe care o administrează şi că aceasta va fi înlocuită în procesul de producţie;

• „next verification” – acest tip de comandă este dată în mod obişnuit de un agent de influenţă şi i se impune agentului destinatar să treacă la etapa următoare de verificări pentru a putea depista problema;

• „give” – comanda este folosită de agentul destinatar pentru a determina agentul expeditor să efectueze o anumită acţiune asupra unei terţ, în particular de a trimite un obiect către acesta: semifabricat, raport, fişier, instrument etc.;

• „need” – comanda este utilizată pentru a preciza faptul că expeditorul necesită un anumit obiect sau informaţie de la agentul destinatar care posedă acea informaţie sau gestionează resursa de care agentul expeditor are nevoie pentru a continua activitatea conform planificării şi pentru a nu perturba activitatea din sistem;


115

• „goto” – prin această comandă se indică agentului destinatar să se mute pe alt server sau alt sistem, comanda mai este utilizată pentru a transmite agentului ce gestionează resursa umană să trimită o persoană la locul respectiv pentru rezolvarea problemei.

Câmpul <object> va conţine denumirea diverselor maşini din departamentul de fabricaţie, tipuri de scule, coduri de piese, coduri de eroare, poate conţine o valoare de tip „integer” pentru a putea defini un anumit număr de piese de exemplu, poate conţine o valoare de tip „date” pentru a reda o informaţie cu privire la un anumit tip necesar pentru remedierea unei erori, etc.

Agentul „machine3” va înştiinţa sistemul de apariţia acestei probleme pentru ca acesta să gestioneze eficient criza, să comunice şi celorlalţi agenţi implicaţi în proces defecţiunea, eventual întreruperea activităţii, suprapunerea unor operaţii, studierea activităţilor ce vor putea fi derulate în continuarea( a celor ce nu au legătură cu defecţiunea)- planificarea – programarea - reprogramarea acestora; luarea unei decizii privind includerea altei maşini din hală capabilă să efectueze operaţiile celei defecte chiar dacă nu la fel de rapid şi eficient din punct de vedere al prelucrării (cost mai mare de prelucrare, pierdere mare de material, mai multe rebuturi, timp mai mare de prelucrare etc.)

În primul rând se va verifica starea generală a maşini:

• verifică dacă agentul ce se ocupă cu gestionarea energiei electrice a întrerupt sau nu furnizarea acesteia către maşină, dacă răspunsul este afirmativ se caută motivul şi o cale de rezolvare a conflictului, eventual prin intermediul agentului supervizor care are este înzestrat cu mai multe privilegii şi este totodată un agent de influenţă în sistem;

• agentul „machine3” verifică prin intermediul agentului supervizor modul de alimentare cu semifabricate şi piese, pentru a şti dacă întreruperea activităţii maşinii se datorează defecţiunii altei maşini (de exemplu cea care face o prelucrare anterioară a piesei), verifică dacă conveiorul sau manipulatorul are o problemă (dacă da ce fel de problemă, consecinţe, întârziere în livrarea piesei); în aceste cazuri agentul „machine3” va aştepta noi indicaţii şi soluţii din partea agentului supervizor;

• se verifică starea semifabricatului sau a piesei prin intermediul unor date furnizate de agentul supervizor, de exemplu e posibil ca piesa să aibă un defect de prelucrare de la maşina anterioară şi trebuie înlăturată (în cazul există o eroare de sistem şi defecţiunea nu a fost evidenţiată în momentul apariţiei), eroare de material (s-a folosit un alt material pentru semifabricat decât cel proiectat pentru piesa de realizat);

• se verifică magazia de scule a maşini, dacă sunt probleme în transferul şi montarea sculei pe maşină, se recurge la rezolvare autonomă (de exemplu înlocuirea unei scule - în acest caz este informat agentul depozit, cel ce gestionează depozitul şi poate spune dacă acea sculă este disponibilă, în cât timp va ajunge de la depozit la maşină, dacă nu există o va achiziţiona—estimare a duratei de aşteptare, propunere de variantă de sculă, etc.) sau în funcţie de caz se recurge la serviciile depanatorului;


116

Fig. 4.10.a. – Algoritm de rezolvare a problemei


117

Fig. 4.10.b. - Algoritm de rezolvare a problemei

• se verifică funcţionalitatea fiecărei funcţii a maşinii pentru a vedea care operaţie nu poate fi efectuată, de exemplu se verifică starea sculei ce este în uz, dacă acesta s-a rupt, dacă este uzată, în unul din aceste cazuri dispune înlocuirea acesteia. Agentul supervizor informează totodată şi agentul ce se ocupă de gestionarea resursei umane pe parte de depanare(în cazul în care în urma analizei nu se găseşte o soluţie de rezolvare autonomă şi este nevoie de intervenţia depanatorului), agentul ce gestionează depanatorul primeşte totodată şi în timp real informaţii (în timpul intervenţiei acestuia directe asupra maşinii), comunică datele intervenţiei şi face permanent o estimare


118

asupra timpului necesar reparaţiei (pentru aceasta agentul depanator se foloseşte şi de experienţa anterioară, din intervenţiile trecute, asemănătoare);

• toate aceste probleme pot fi evitate printr-o programare atentă a sistemului, sau o parte din ele pot fi prevenite, pot exista aşteptări din partea sistemului pentru apariţia unei probleme (de exemplu uzura unei scule şi înlocuirea acesteia), cu toate acestea sistemul trebuie să ştie cum să reacţioneze, unde să caute şi cum să rezolve eventualele conflicte.

Agentul maşinii 3 din departamentul de fabricaţie începe dialogul cu agentul supervizor şi raportează apariţia problemei.

To superviz From machine3 Hello

To superviz From machine3 technical problem

Agentul supervizor cere un raport privind starea maşinii

To machine3 From superviz please raport

Pentru această comandă se va prezenta şi o variantă FIPA drept exemplu, adresele şi clasele agenţilor sunt demonstrative:

(SUBSCRIBE

:sender

(agent-identifier :name superviz :addresses (sequence http://DEMO:1921/exe) :classname s10.superviz.SupervizAgent)

:receiver

(set

(agent-identifier :name machine3 :addresses (sequence http://DEMO:1921/exe) :classname m3.machine.MachineAgent))

:content “

(( iota ?x

(Part1Arrive

(agent-identifier :name machine3 :addresses (sequence http://DEMO:1921/exe)) ?x

(agent-identifier :name superviz :addresses (sequence http://DEMO:1921/exe))))) “

:reply-with R31025692

:language fipa


119

:ontoligy demo1

:protocol fipa-subscribe

:conversation-id 192134967421)

Agentul „machine3” cere timp pentru a investiga şi raporta natura problemei. De asemenea el va încerca o rezolvare autonomă a problemei

To superviz From machine3 time needed

Agentul supervizor va informa toţi agenţii din sistem în legătură cu apariţia problemei

To all From superviz machine3 problem

El poate decide întreruperea activităţii dacă în urma propriei analize rezultă faptul că fără maşina 3 nu se poate continua activitatea:

To all From superviz please shutdown

El poate decide prelucrarea semifabricatelor pe alte maşini ce fac parte din sistem dacă acest lucru este posibil, face şi o analiză privind impactul acestei decizii: timp, cost, calitate prelucrare, etc.

To machine4 From superviz part1 arrive

To machine4 From superviz part1 information

To machine4 From superviz 60 parts arrive

Agentul supervizor poate decide includerea unei maşini noi în locul celei defecte (analizează impactul asupra procesului, timpul necesar, etc.)

To all From superviz machine3 replace

Dacă toate în urma analizei agentului supervizor i se permite agentului maşinii 3 să genereze un raport şi să rezolve independent sau nu probleme acesta va urma paşii prestabiliţi în urma programării agentului.

Are un dialog cu agentul ce se ocupă cu gestionarea energiei electrice (furnizare întreruptă?motiv?rezolvare?)

To en_agent From machine3 please raport

Agentul în cazul în care nu este nici o problemă cu furnizarea energiei electrice către maşina3 trimite mesajul:

To machine3 From en_agent energy ok

În cazul unei probleme acesta comunică:

To machine3 From en_agent delivery problem

sau

To machine3 From en_agent extraenergy

Agentul supervisor poate interveni şi media problema:

To en_agent From superviz machine3 extraenergy give


120

Prin intermediul agentului supervizor se verifică dacă întreruperea activităţii maşinii se datorează defecţiunii altei maşini din sistem.

To all From superviz please raport

To superviz From machine1 raport sent

To superviz From conv1 raport sent

Agentul supervizor analizează toate rapoartele, identifică posibila problemă şi transmite rezultatul agentului maşinii3:

To machine3 From superviz other problem

To machine3 From superviz problem raport sent

Acest mesaj semnifică faptul că întreruperea se datorează altor factori sau altor maşini din sistem. Sau dacă toate rapoartele sunt pozitive el transmite agentului „machine3” faptul că problema este la el şi nu în cadrul sistemului.

To machine3 From superviz no system problem

To machine3 From superviz next verification

Se verifică starea semifabricatului primit

To superviz From machine3 part1_52 information

Agentul supervizor caută în datele sale informaţii cu privire la istoria activităţilor efectuate pe piesa respectivă, eventual poate cere din nou informaţii de la maşinile pe la care a trecut acea piesă:

To all From superviz part1_52 information need

Informaţiile sunt primite inclusiv de la agenţi externi ce au avut legătură cu piesa respectivă, dacă acum se raportează un defect ce nu a fost raportat iniţial din cauza unei erori se poate decide că piesa respectivă reprezintă un rebut:

To machine3 From superviz part1_52 scrap

Dacă în urma analizei nu rezultă nici o problemă de acest tip atunci agentul „superviz” comunică:

To machine3 From superviz next verification

Dacă în urma analizei rezultă o problemă la transferul sau montarea sculei, sculă uzată sau ruptă se recurge la înlocuirea acesteia:

To store From machine3 tool32_a need

To machine3 From store tool32_a ok

To machine3 From store tool32_a information

Se informează agentul „store” care va confirma prezenţa acesteia în depozit, va furniza detalii despre aceasta, iar în cazul în care nu există în depozit va recurge la achiziţionarea acesteia.


121

În cazul în care în urma analizei nu se găseşte o soluţie de rezolvare autonomă şi este nevoie de intervenţia depanatorului, agentul supervizor îl informează cu privire la necesitatea intervenţiei. Conform protocolului agentul „depan” ce gestionează resursa umană pe parte de depanare, deţine deja toate informaţiile legate de maşina3 (momentul apariţiei problemei, încercările de rezolvare autonomă, posibila natură a problemei, etc.)

To superviz From machine3 depan needed

To depan From superviz machine3 goto

To depan From superviz machine3 information

În timpul intervenţiei agentul „depan” comunică toate datele intervenţiei în timp real şi face permanent o estimare asupra timpului necesar reparaţiei. Identifică problema şi comunică codul acesteia (toate posibilele probleme sunt catalogate şi se adaugă permanent date cu privire la variante de rezolvare – astfel se formează „experienţa” agentului în rezolvarea problemelor, date ce vor fi folosite ulterior la rezolvarea altor probleme de acelaşi tip).

To superviz From depan machine3 72a51 problem

To superviz From depan 3.20.00 time

Studiu de caz 2:

În cadrul un sistem de cooperare multidisciplinar în care sunt prezente mai multe soft-uri trebuie să existe mai mulţi agenţi care să le gestioneze. Situaţia este foarte complicată în cazul în care se folosesc soft-uri diferite pentru realizarea aceluiaşi scop, de exemplu pentru faza de proiectare se folosesc Catia, SolideEdge sau Unigraphics. Ideal este ca la constituirea întreprinderii virtuale respective, la hotărârea principalelor direcţii şi resurse ce vor urma să fie folosite să se evite situaţii de acest gen. Dar aceste probleme pot apărea pe parcurs, pe baza dezvoltării organizaţiei sau a cerinţelor (de exemplu trebuie achiziţionat un soft pe acelaşi profil dar care este specializat şi oferă mai mult randament pe o anumită ramura) astfel sistemul trebuie să fie programat şi chiar actualizat cu noi comenzi şi agenţi la introducerea acestor soft-uri.

Această gestiune a soft-urilor este necesară deoarece la schimbul de fişiere între diverse echipe ce folosesc soft-uri diferite pot apărea erori, pierderi de date fapt ce va duce la creşterea costurilor şi întârzieri în atingerea obiectivului stabilit.

De asemenea, unul din aceşti agenţi trebuie să vegheze şi asupra versiunilor ale aceluiaşi soft deoarece şi aici pot apare diverse probleme de transfer între versiuni. De regulă nu se pot deschide fişierele realizate în versiunile superioare în cadrul unei versiuni anterioare. Apariţia unei situaţii este foarte posibilă, mai ales în cazul în care la constituirea întreprinderii virtuale s-a hotărât ca strategie achiziţionarea şi folosirea unitară a aceluiaşi soft. Agentul responsabil cu controlul versiunii trebuie să vegheze actualizarea versiunii (update) eventual odată ce unul din departamente a făcut o astfel de actualizare, celelalte să fie informate să îl facă dacă este posibil.


122

Fig. 4.11. – Controlul versiunii soft-urilor

Bineînţeles soluţia ideală, cel puţin în cazul soft-urilor pentru faza de proiectare este să se folosească formate neutre pentru transferul fişierelor, cele mai uzuale STEP, IGES, etc.; dar acestea nu rezolvă perfect problema deoarece şi prin intermediul acestor fişiere neutre pot apare erori, de exemplu pot dispărea linii, parţi de ansamblu pentru 3D, diferenţe de grosimi de linie etc.

Această problemă nu se rezumă numai la soft-urile de tip CAD – CAM – CAE, problema apare în cadrul tuturor tipurilor de soft-uri ce trebuiesc folosite în cadrul sistemului cooperativ.

Primordială este problema sistemului de operare deoarece acesta este scheletul pe care se vor dezvolta viitoarele aplicaţii. Cele mai răspândite sunt Windows şi Linux. Dar alegerea ţine nu atât de preţ şi facilităţile iniţiale oferite cât mai ales de randament şi de perspectiva dezvoltării şi a compatibilităţii cu celelalte programe ce vor fi folosite în cadrul sistemului.

Fig. 4.12. – Alegerea sistemului de operare

Foarte important încă de la început este alegerea aplicaţiilor ce vor dezvolta uriaşa bază de date a sistemului. Aplicaţia trebuie:

• să corespundă cerinţelor impuse;

• să fie capabilă să susţină numeroase aplicaţii independente şi să fie compatibilă cu acestea;

• să permită o ierarhizare şi arhivare adecvată a datelor;

• să permită accesul rapid la date;

• gestionare eficientă;

• interacţiune eficientă cu tehnologia orientată agent.


123

Fig. 4.13. – Alegerea aplicaţiei de gestiune a bazei de date

Studiu de caz 3:

Unul sau mai mulţi agenţi trebuie să ţină o evidenţă clară şi detaliată a tuturor activităţilor desfăşurate în cadrul sistemului („istoria activităţilor”). Într-un sistem complex de cooperare este necesară centralizarea tuturor datelor şi activităţilor atât pe categorii principale (pe departamente de exemplu), cât şi pe subcategorii. Un astfel de exemplu:

Categorie principala: Departament CAD

Subcategorie 1: Activităţi legate de ansamblul 1

Subcategorie 2: Activităţi efectuate pentru realizarea, modificarea part1 (ce face parte din ansamblul1): ex. Modificări dimensionale, modificări geometrice etc.

Pe fiecare subcategorie şi categorie principală trebuie să existe un agent care să gestioneze aceste activităţi, agent ce va primi aceste informaţii din subsistemul de agenţi local, le va stoca, sorta şi va raporta mai departe pe cale ierarhică până la agentul ce gestionează categoria principală.

Presupunem realizarea unei piese în departamentul de CAD. Vom avea următorii agenţi: agent_depCAD, agent_depCAE, agent_proiect, agent_ansamblu, agent_part, fiecare agent aparţinând fiecărei categorii şi subcategorii din departament, ei sunt organizaţi ierarhic, astfel:

• agent_depCAD şi agent_depCAE sunt agenţi de influenţă pentru agenţii sub ierarhici;

• agent_proiect şi agent_ansamblu sunt agenţi micşti;

• agent_part ultimul în cazul acesta pe scara ierarhică va fi agent influenţabil.

Pe lângă tipurile definite la studiul de caz 1, câmpul <command> mai conţine comanda „modify” ce presupune o cerere de modificare a unui ansamblu, piesă, suprafaţă etc.


124

În urma analizei ansamblului3 livrat iniţial de departamentul de CAD spre analiză departamentului CAE, au rezultat probleme şi trebuie să se modifice anumite suprafeţe:

To agent_depCAD From agent_depCAE Hello

To agent_depCAD From agent_depCAE ansamblu3 modify

Agentul CAE transmite informaţiile cu suprafeţele cu probleme şi dă câteva sugestii cu modificările ce trebuiesc făcute:

To agent_depCAD From agent_depCAE ansamlu3 information

Agentul CAD identifică ansamblul3 ca parte a proiectului 2 şi transmite informaţia mai departe cu comanda de a modifica suprafeţele respective:

To agent_proiect2 From agent_depCAD Hello

To agent_proiect2 From agent_depCAD ansamblu3 modify

To agent_proiect2 From agent_depCAD ansamblu3 information

Agentul proiect2 identifică piesa (sau piesele) din ansamblu ce trebuie modificate şi transmite comanda:

To agent_ansamblu_3 From agent_proiect2 part23 modify

Agentul ansamblu3 transmite agentului piesei ce modificată informaţiile necesare: suprafeţe, dimensiuni, etc. El cere un raport din partea acestuia imediat ce piesa a fost modificată.

To agent_part_23 From agent_ansamblu_3 Hello

To agent_part_23 From agent_ansamblu_3 surface4 modify

To agent_part_23 From agent_ansamblu_3 surface4 information

To agent_part_23 From agent_ansamblu_3 please raport

Agentul piesei de modificat primeşte informaţia şi compară modificările cu cele efectuate anterior (dacă a fost cazul), pentru a evita o modificare nepotrivită (verifică istoria modificărilor anterioare). Modificarea şi decizia nu va fi luată autonom, decizia este a resursei umane implicate, acesta va primi aceste mesaje şi informaţii în legătură cu modificările necesare în momentul în care va porni propriul sistem. El va efectua aceste modificări ţinând cont de informaţiile şi sugestiile primite din partea sistemului. În momentul în care modificarea a fost făcută se raportează acest lucru şi se transmit informaţii cu noua structură către agentul superior.

To agent_ansamblu_3 From agent_part_23 part23 ok

To agent_ansamblu_3 From agent_part_23 part23 information

Agentul ansamblu studiază impactul acestor modificări asupra ansamblului, dacă sunt probleme sugerează modificări, dacă totul este în regulă se transmite mai departe pe cale ierarhică:

To agent_proiect2 From agent_ansamblu_3 part23 ok

To agent_proiect2 From agent_ansamblu_3 ansamblu3 information


125

Fig. 4.14. – Exemplu de ierarhizare a agenţilor

Fig. 4.65. – Ierarhizarea agenţilor pentru studiul de caz 3


126

Agentul proiect2 analizează modificările survenite în ansamblul3, le compară cu datele sale şi transmite mai departe toate detaliile:

To agent_depCAD From agent_proiect2 ansamblu3 ok

To agent_depCAD From agent_proiect2 ansamblu3 information

Agentul CAD transmite informaţia şi fişierele modificate către agentul CAE:

To agent_depCAE From agent_depCAD ansamblu3 ok

To agent_depCAE From agent_depCAD ansamblu3 information

Are loc o nouă analiză a proiectului, dacă sunt necesare modificări se merge pe aceeaşi cale, dacă nu informaţia se transmite către departamentul CAM.

Studiu de caz 4:

În cadrul unei organizaţii de acest tip securitatea sistemului este foarte importantă. Se pune problema asigurării securităţii acestor sisteme la un preţ acceptabil, având soluţia potrivită pentru sistemul respectiv, să fie uşor de gestionat de către cei ce se ocupă de acest lucru şi mai ales să fie uşor de implementat.

Tendinţa actuală, mai ales în cazul marilor organizaţii, în principal cele organizate pe acest sistem de întreprindere virtuală este aceea de a contracta soluţii de particulare de securitate din partea firmelor specializate. (teoretic si acestea vor putea face parte din cadrul organizaţiei, mai ales pentru întreţinere, reprogramări de sistem etc.)

Un astfel de sistem trebuie să deţină un nivel de securitate ridicat astfel încât fiecare parte implicată să aibă acces doar la datele de care are nevoie pentru a-şi continua activitatea şi pentru a-şi atinge scopul. Părţile implicate (agenţii) pot fi grupaţi ierarhic după autoritate şi rol în cadrul sistemului.

Fig. 4.16. – Accesul la baza de date organizata pe nivele de securitate


127

Astfel se poate gândi un sistem de securitate organizat pe nivele de securitate, astfel putem defini nivelul 1, cel cu acces maxim la date, până la nivelul n (în funcţie de structura organizaţiei) cu acces minim la informaţie. Aceste limitări nu se referă numai la personalul ce accesează direct informaţia deţinută de sistem cât mai ales la multitudinea de agenţi ce acţionează în cadrul acestuia.

Problema se pune atât pentru agenţii proprii ai sistemului, astfel acţiunea fiecărui agent să fie limitată la un anumit nivel, dar mai ales pentru agenţii externi care acţionează în cadrul sistemului. Aceştia trebuie identificaţi, trebuie precizat scopul intrării în sistem, lista de activităţi ce doresc să o desfăşoare, rezultatele dorite, modificările aduse sistemului (tipul de influenţă exercitat de agent asupra altor agenţi sau asupra sistemului), impactul acestor modificări, etc. În principal agenţii externi ce intervin în sistem au ca scop adunarea de date şi informaţii specifice, mai puţin o acţiune anume asupra acesteia sau a altor agenţi din sistem.

În acest studiu de caz am definit agenţii:

• „security_agent” reprezintă agentul de securitate al sistemului;

• „store” este agentul ce gestionează intrările, ieşirile din depozit.

Faţă de studiile de caz anterioare apar în plus ca în câmpul <information> următoarele tipuri de informaţie:

• „access” – este genul de informaţie ce are ca expeditor agentul de securitate al sistemului şi reprezintă un răspuns afirmativ al acestuia la o cerere a altui agent din sistem ce doreşte să acceseze o anumită informaţie; în mod normal acest de tip de informaţie are ataşat un obiect ce specifică nivelul de securitate la care agentul expeditor are permisiunea să acceseze diverse informaţii;

• „access denied” – este răspunsul tipic de respingere de către agentul de securitate a sistemului a unei cereri de informaţie sau de acces la un anumit nivel de securitate de către un agent; se poate ataşa de asemenea un obiect în care se specifică nivelul de securitate restricţionat sau chiar efectiv informaţia clasificată pe care agentul solicitant nu are dreptul să o acceseze.

Câmpul <object> poate conţine: coduri de informaţii clasificate, coduri de piese, scule şi materiale, nivel de acces etc.

Să presupunem interacţiunea unor agenţi externi sau proprii sistemului cu agenţii de securitate ai sistemului. Agentul „store” de exemplu doreşte obţinerea unor informaţii cu privire la anumite piese , scule, maşini etc.

To security_agent From store Hello

Agentul poate trimite un cod al informaţiei (toate datele din sistem primesc un cod şi sunt ierarhizate pe nivele de acces) sau poate trimite denumirea elementului despre care se solicită informaţia.

To security_agent From store 2058 information need

To security_agent From store part_234 information need

To security_agent From store tool_54a2 information need


128

To security_agent From store material 78 information need

Agentul sau agenţii de securitate (în funcţie de informaţia şi nivelul de securitate accesat) analizează cererea, verifică necesitatea informaţiei pentru respectivul agent deoarece se poate confrunta cu o încercare de sustragere de informaţie.

Fig. 4.17. – Sistem de securitate şi control

Dacă totul este conform protocolului se acordă acces la informaţie

To store From security_agent level2 access

Sau livrează informaţia propriu-zisă:

To store From security_agent part_234 information

Dacă este cazul unei încercări de sustragere de informaţie, de exemplu în cazul unei schimbări de identitate sau falsă identitate din partea unui agent extern. Este impropriu pentru agentul „store” de exemplu să ceară informaţii detaliate în legătură cu o maşină din departamentul de fabricaţie.

Aceste date se pot afla pe nivelul de securitate ce poate fi accesat de acestea dar ar fi o cerere nepotrivită, de care nu are nevoie, astfel agentul poate refuza accesul.

To store From security_agent access denied

sau

To store From security_agent level2 access denied


129

În acest caz poate cere şi o verificare amănunţită asupra activităţii agentului „store”, se verifică starea acestuia, se poate decide reprogramarea lui sau se pot mări măsurile de securitate în caz de necesitate.

Probleme de securitate:

a. schimbarea identităţii:

• un agent A poate pretinde că este de fapt un alt agent pentru a accesa datele sau serviciile unui host;

• sistemul gazdă îşi poate lua o falsă identitate pentru a păcăli agenţii.

b. respingerea cererii:

• un agent poate încerca să blocheze anumite resurse pentru a împiedica alţi agenţi să le folosească;

• sistemul gazdă poate ignora cererea unui agent de acces la o resursă sau serviciu.

c. acces neautorizat:

• agenţii pot obţine accesul la anumite date prin exploatarea slăbiciunilor sistemului;

• un agent A poate folosi un alt agent B pentru a avea acces la date.

d. sistemul gazdă prin anumite proceduri poate afla algoritmul de funcţionare al unui agent şi datele sale, de exemplu poate afla preţul maxim pe care acesta este autorizat să îl ofere.

Studiu de caz 5:

O componentă importantă în ansamblul ÎV este sistemul de distribuţie. În mod normal această componentă a întreprinderii este externalizată, compania ce se ocupă de distribuţie poate să facă parte din ÎV sau poate fi doar partener al organizaţiei. În oricare din aceste situaţii el trebuie să facă parte din sistemul de cooperare, fie că posedă un astfel de sistem şi agenţii acestuia interacţionează cu cel al organizaţiei, fie este parte componentă a acestuia.

Pentru gestionarea tuturor funcţiilor şi a datelor este necesară prezenţa unui agent de planificare a distribuţiei pentru fiecare produs în parte. Acesta va ţine cont de tipul de produs ce trebuie transportat pentru alegerea maşinii potrivite, disponibilitatea acestei maşini, starea ei, etc. De asemenea, el trebuie să calculeze o rută favorabilă acestui transport în funcţie de distanţă, starea drumurilor, trafic, starea vremii - informaţii primite prin web de la agenţi externi specializaţi în furnizarea acestor tipuri de informaţie. Agentul trebuie să fie în permanenţă legătură cu aceştia, odată primită sarcina privind livrarea produsului respectiv el va contacta toţi aceşti agenţi şi va primi continuu informaţii de la aceştia.


130

Fig. 4.18. – Departamentul de distribuţie parte a ÎV sau partener al acesteia

De exemplu transportul trebuie făcut de la Arad la Bucureşti. Agentul va calcula toate rutele posibile şi le va cataloga iniţial în funcţie de distanţă: de exemplu varianta prin Sibiu, Valea Oltului – Piteşti - Bucureşti va primi calificativul 1; varianta Sibiu-Braşov şi Valea Prahovei va primi calificativul 2, iar varianta: Timişoara – Craiova - Piteşti calificativul 3. Acesta va fi primul criteriu de selecţie. Următorul factor luat în calcul va fi starea vremii, agentul extern specializat cu livrarea unui astfel de tip de informaţie livrează toate datele necesare cu o estimare pentru fiecare rută în parte, în funcţie de aceasta agentul de distribuţie va primi anumite calificative pentru fiecare rută.

Fig. 4.19. – Agentul de distribuţie

Se pot defini următoarele calificative:

• calificativ 1 pentru variantă foarte bună;

• calificativ 2 pentru variantă bună;

• calificativ 3 pentru variantă proastă;

• calificativ 4 pentru variantă impracticabilă.


131

Informaţii vor veni şi din partea agentului extern specializat pe probleme de trafic: el anunţă eventualele lucrări ce au loc pe anumite porţiuni, blocaje în trafic, intensitatea acestuia, etc. Va face o estimare pentru rutele respective acordând calificative.

Având toate aceste informaţii agentul de distribuţie va face o estimare pentru fiecare rută posibilă, atât ca distanţă, timp şi cost. De exemplu pot apare factori ce pot face ca drumul cel mai scurt să nu fie varianta cea mai optimă datorită stării vremii sau a traficului.

De asemenea, agentul poate hotărî modificarea traseului în timpul desfăşurării transportului dacă conform ultimilor date primite pot apare probleme, astfel se intervine dacă una din variante mai este posibilă şi se propune o variantă.

Pentru realizarea acestui sistem complex, pe lângă calificative se codifică şi principalele rute şi drumuri între principalele oraşe dacă este cazul şi variante, de exemplu: Bucureşti - Piteşti: 1; Arad - Timişoara: 25.

Fig. 4.20 – Stabilirea rutei optime de către agentul de distribuţie

Au fost definiţi următorii agenţi:

• distrib_prod62 este agentul din cadrul sistemului ce supraveghează distribuţia produsului cu codul 62;

• road_agent este agentul care monitorizează şi realizează clasificări ale rutelor;


132

• weather_agent este agentul ce oferă informaţii referitoare la starea vremii pe diverse zone sau secţiuni de traseu;

• trafic_agent agentul ce gestionează starea drumurilor.

Calificativele vor fi cuprinse in câmpul <information> şi va fi de tipul „ n for”, unde „n” este numărul calificativului.

Agentul de distribuţie contactează toţi agenţii externi şi solicită informaţii în legătură cu toate variantele posibile. În acest caz este contactat agentul ce gestionează starea drumurilor.

To all From distrib_prod62 Hello

To road_agent From distrib_prod62 road 25 information need

To distrib_prod62 From road_agent 1 for road 25



Acesta răspunde prin a da diferite calificative pentru respectiva porţiune de drum despre care s-au solicitat informaţii.



Este contactat şi agentul ce deţine informaţii privind starea vremii:

To weather_agent From distrib_prod62 road 25 information need

To distrib_prod62 From weather_agent 1 for road 25


Acesta acordă calificative, poate trimite un anumit calificativ din care să rezulte că o anume porţiune de drum este impracticabil:




Agentul de distribuţie i-a legătura cu agentul ce supraveghează traficul:

To trafic_agent From distrib_prod62 road 25 information need

To distrib_prod62 From trafic_agent 2 for road 25


Acesta acordă calificative, anunţând eventualele blocaje sau aglomerări pe anumite porţiuni din traseu:





133

Agentul de distribuţie în funcţie de datele primite va alege ruta optimă.


Agentul extern poate interveni şi în timpul desfăşurării cursei pentru a anunţa eventuale blocaje sau situaţii de urgenţă, în acest caz agentul de distribuţie va lua în considerare o deviere, alegerea altei variante dacă situaţia mai permite acest lucru. (se poate transmite maşinii prin GPS- Global Positioning System).

Studiu de caz 6:

Să presupunem că maşina 1 din departamentul de fabricaţie are nevoie de materialul 1. Departamentul de fabricaţie comunică cu depozitul prin intermediul Intranet-ului iar depozitul comunică cu furnizorii prin Extranet [92].

În acest studiu de caz avem 5 agenţi:

• „machine1” şi “machine2” sunt agenţii ce gestionează activitatea maşinilor din departamentul de fabricaţie;

• „store” este agentul care gestionează intrările şi ieşirile din depozit;

• “supp1” şi “supp2” sunt agenţii ce administrează activitatea furnizorilor;

În plus faţă de studiile de caz precedente câmpul <information> mai conţine:

• „Ping” – se foloseşte de către agentul expeditor pentru a verifica dacă agentul destinatar mai este în sistem;

• „Online” – se foloseşte de către agentul expeditor pentru a confirma destinatarului că este încă în sistem şi este gata de comunicare; reprezintă un răspuns automat la primirea mesajului „Ping”;

• „Yes” – este o variantă de răspuns la o anumită cerere a altui agent, reprezintă confirmarea că agentul interogat posedă obiectul cerut şi este dispus sa-l livreze către agentul solicitant;

• „No” – este o variantă de răspuns la o anumită cerere a altui agent, reprezintă infirmarea faptului că agentul interogat posedă obiectul cerut şi este în imposibilitate de a-l livra către agentul solicitant;

• „Price” – este răspunsul standard pentru comanda „Howmuch”, astfel se comunică preţul pentru obiectul chestionat. Ataşat obligatoriu se regăseşte o valoare numerică ce indică preţul, valoare ce este preluată din baza de date proprie şi ce corespunde obiectului respectiv a cărei valoare se doreşte a fi cunoscută;

De asemenea, se mai regăseşte şi comanda:

• „Howmuch” – este comanda specifică prin care agentul expeditor solicită o informaţie de tip preţ, agentului destinatar, pentru un anumit obiect;

În primul rând agentul care o gestionează va trimite tuturor agenţilor din lista sa un mesaj de tipul:


134

To store From machine1 Hello

Agentul „machine1” va întreba depozitul dacă există material 1:

To store From machine1 material1 Need

Agentul “store” va verifica lista cu materiale disponibile şi va răspunde:

To machine1 From store material1 Yes

Maşina 2 din departamentul de fabricaţie are nevoie de materialul 2. Agentul acesteia va întreba agentul „store” dacă acest material este disponibil:

To store From machine2 Hello

To store From machine2 material2 Need

Agentul “store” va verifica lista de materiale disponibile şi va răspunde:

To machine2 From store material2 No

În acest caz agentul “store” va verifica lista de furnizori şi îi va întreba dacă au acest material şi care este preţul. Agentul „store” va întreba agentul „supp1” cu privire la disponibilitatea materialului 2.

To suppl1 From store Hello

To supp1 From store material2 Need

Agentul furnizor va verifica lista şi va răspunde:

To store From supp1 material2 Yes

De asemenea, agentul „store” va verifica regulat dacă agentul „supp1” mai este online:

To supp1 From store Ping

Dacă agentul „supp1” este online va trimite un mesaj de tipul:

To store From supp1 Online

În cazul în care răspunsul agentului furnizor este afirmativ cu privire la existenţa materialului cerut, agentul „store” se va informa cu privire la preţ:

To supp1 From store material2 Howmuch

Agentul furnizor va trimite un mesaj cu preţul materialului:

To store From supp1 material2 Price 200

Agentul „store” mai are în listă şi alţi agenţi furnizori pe care îi va chestiona:

To supp2 From store material2 Need

Agentul furnizor va verifica lista şi va răspunde:

To store From supp2 material2 Yes

Dacă materialul este disponibil urmează informarea asupra preţului:

To supp2 From store material2 Howmuch

Agentul „supp2” trimite un mesaj ce conţine preţul materialului solicitat:


135

To store From supp2 material 2 Price 190

Pe baza informaţiilor agentul „store” poate genera un raport către utilizator cu privire la materialul 2 sau în funcţie de gradul de autonomie deţinut poate decide singur de la care furnizor să achiziţioneze materialul. El poate lua decizia în funcţie de preţ (în acest caz el va cumpăra de la „supp2”), în funcţie de calitate, timp de livrare etc. În momentul în care materialul cerut ajunge în gestiunea sa agentul „store” va informa agentul „machine2” asupra disponibilităţii materialului cerut.

Pentru a nu perturba procesul de producţie agentul fiecărei maşini, pe baza experienţei contactelor anterioare şi pe baza planificării trebuie să solicite materialul respectiv înainte ca acesta să fi fost epuizat (în depozit un material odată alocat în totalitate va figura indisponibil pentru alţi agenţi deşi el există încă fizic în depozit).

Studiu de caz 7:

Planificarea fabricaţiei reprezintă o problemă dificil de realizat, mai ales dacă face parte dintr-o aplicaţie deschisă, distribuită şi dintr-un mediu dinamic. Într-o astfel de aplicaţie rar se va întâmpla ca planificarea să se desfăşoare conform programului, sistemul poate cere îndeplinirea unor sarcini ce nu au fost prevăzute iniţial, uneori poate decide omiterea onor anumite sarcini ce trebuiau executate sau pot apare sarcini noi, neaşteptate.

De asemenea, unele resurse nu pot fi disponibile la momentul oportun sau pot fi necesare alte tipuri de resurse. Pot apare diferenţe în timpii de realizare, unele activităţi pot să dureze mai mult decât a fost preconizat, iar aceste întârzieri pot afecta alte activităţi aflate în desfăşurare.

Într-un asemenea sistem un agent poate fi responsabil pentru planificarea unei maşini, a unei scule, a unei resurse umane etc.

Agentul trebuie să deţină toate informaţiile legate de maşina respectivă: toate datele tehnice, regimuri de prelucrare, tipuri de scule ce pot fi folosite, tipurile de scule existente în magazia de scule, tipuri de piese ce pot fi prelucrate. Acest agent trebuie să interacţioneze permanent cu ceilalţi agenţi din sistem pentru a obţine informaţii cu privire la semifabricatele ce urmează a fi prelucrate, forma şi caracteristicile dorite ale piesei supuse prelucrării.

Fig. 4.21 – Agentul ce gestionează activitatea unei maşini din departamentul de fabricaţie


136

De asemenea, trebuie să obţină informaţii legate de activitatea celorlalte maşini în timp real, mai ales în cazul în care anumite operaţii de prelucrare ale piesei respective trebuie efectuate iniţial pe altă maşină sau chiar după. Agentul trebuie să gestioneze o bază de date complexă în care sunt înregistrate permanent informaţii, de exemplu acest agent va şti când o sculă este uzată şi înlocuită deoarece în acea bază de date sunt trecuţi timpii de lucru ai sculei respective.

Acest agent este în legătură permanentă cu agentul ce gestionează conveiorul sau robotul ce manipulează semifabricatele şi piesele. El trebuie să ştie precis toţi aceşti timpi pentru a evita un blocaj de piese. De fapt toţi aceşti agenţi, inclusiv cel supus studiului în acest caz sunt supervizaţi la nivelul sistemului multiagent de un „agent supervizor” care are rolul de a gestiona întreg fluxul de date şi întreaga activitate a agenţilor din sistem, sistem ce este organizat ierarhic

Fig. 4.22. – Agentul supervizor al sistemului

În acest studiu de caz vom folosi arhitectura sistemului descris în figura 4.23, în care vor fi exemplificate posibile dialoguri între agenţii ce gestionează activitatea maşinilor din cadrul departamentului de fabricaţie. Sistemul adaptat acestui studiu de caz este format din: depozit de semifabricate şi piese; strung multiaxe MS32 CNC, maşină de alezat şi frezat AFC 105S CNC; maşină de rectificat plan Blohm Precimat CNC, patru conveioare pentru transportul pieselor; cinci roboţi pentru transferul pieselor între maşini şi conveioare.

Agenţii definiţi în acest studiul de caz:

• „superviz” este agentul supervizor al sistemului din cadrul acestui departament;

• „machine_strung” este agentul ce gestionează activitatea strungului multiaxe din cadrul departamentului;

• „machine_AF” este agentul ce gestionează activitatea maşinii de alezat şi frezat din cadrul departamentului;

• „machine_rectif” este agentul ce gestionează activitatea maşinii de rectificat din cadrul departamentului;


137

• „store” este agentul ce gestionează intrările, ieşirile din depozit. Agentul deţine o bază de date în care se regăsesc toate sculele existente, semifabricate, piese finite etc.;

Fig. 4.23 – Sistemul supus studiului

• „depan” este agentul care gestionează resursa umană pe parte de depanare;

• „conv1” este agentul care supervizează activitatea conveiorului 1 din cadrul sistemului, conveior ce face legătura între depozit şi strung;

• „conv2” este agentul care supervizează activitatea conveiorului 2 din cadrul sistemului, conveior ce face legătura între strung şi maşina de alezat şi frezat;

• „conv3” este agentul care supervizează activitatea conveiorului 3 din cadrul sistemului, conveior ce face legătura între maşina de alezat şi frezat şi maşina de rectificat;

• „conv4” este agentul care supervizează activitatea conveiorului 4 din cadrul sistemului, conveior ce face legătura între maşina de rectificat şi depozit;

• „rob_transf1” este agentul care administrează activitatea robotului 1 care face transferul între depozit şi conveiorul 1;

• „rob_transf2” este agentul care administrează activitatea robotului 2 care face transferul între conveiorul 1, strung şi apoi conveiorul 2;

• „rob_transf3” este agentul care administrează activitatea robotului 3 care face transferul între conveiorul 2, maşina de alezat şi frezat şi apoi conveiorul 3;


138

• „rob_transf4” este agentul care administrează activitatea robotului 4 care face transferul între conveiorul 3, maşina de rectificat şi apoi conveiorul 4;

• „rob_transf5” este agentul care administrează activitatea robotului 5 care face transferul între conveiorul 4 şi depozit;

Alături de comenzile prevăzute în studiile de caz anterioare, mai întâlnim:

• „time estimation” – comanda este folosită pentru a cere agentului destinatar o estimare de timp privind îndeplinirea unui obiectiv sau cerinţă imediată;

• „prepare” – este comanda folosită pentru a anunţa agentul destinatar să pregătească o activitate sau un anumit obiect;

• „begin activity” – se comunică faptul că maşina gestionată este pregătită şi se comandă începerea activităţii

• „wait” – se comandă agentului destinatar să blocheze activitatea curentă până la noi ordine;

De asemenea, regăsim în plus şi următoarele tipuri de informaţie prevăzute în câmpul <information>:

• „ready” – se ataşează în mod obişnuit unui obiect despre care se comunică destinatarului că este pregătit a fi livrat;

• „waiting” – indică faptul că agentul expeditor aşteaptă livrarea sau primirea unui anumit obiect şi aşteaptă comanda de reluare a activităţii legate de acel obiect;

Agentul supervizor anunţă începerea dialogul cu toţi agenţii din sistem:

To all From superviz Hello

De asemenea verifică ca fiecare agent din sistem să fie „online” şi pregătit pentru începerea activităţii:

To store From superviz Ping

To rob_transf1 From superviz Ping

To conv From superviz Ping

To machine_strung From superviz Ping

Acest tip de verificare este făcut pentru fiecare agent din sistem, dacă agentul este „online” atunci va replica:

To superviz From store Online

To superviz From rob_transf1 Online

To superviz From machine_strung Online

Poate exista şi situaţia în care un agent să nu răspundă, în cazul nostru agentul conveiorului1. Agentul va repeta mesajul iar dacă într-un anumit interval de timp nu primeşte răspuns se presupune că există o problemă cu acea maşină sau cu modul în care a fost programat agentul ce o gestionează. Agentul supervizor va anunţa agentul ce gestionează


139

resursa umană să intervină asupra maşinii şi respectiv asupra aplicaţiei ce susţine agentul respectiv pentru a identifica eroarea şi a determina activităţii agentului respectiv:

To depan From superviz conv1 goto

To depan From superviz conv1 71f390b problem

Agentul „depan” primeşte codul problemei, în cazul nostru faptul că agentul conveiorului nu răspunde cererii agentului supervizor şi va contacta automat o resursă umană calificată pentru acest gen de problemă şi căreia îi va prezenta un raport despre activităţile anterioare ale agentului respectiv şi a maşinii gestionate de acesta. De asemenea, se va cere o estimare a timpului necesar rezolvării problemei, când acest lucru va fi posibil agentul „depan” va trimite această estimare:

To depan From superviz conv1 time estimation

To superviz From depan 0.15.21 time

Agentul supervizor anunţă agentul ce administrează depozitul de semifabricate şi piese să pregătească 50 de piese ce urmează a fi transportate către strung spre a fi prelucrate:

To store From superviz 50 part1 prepare

În momentul în care piesele sunt gata sunt anunţaţi agenţii ce gestionează roboţii ce efectuează transferul şi conveiorul care va transporta piesa la destinaţie, aceştia vor confirma că sunt gata pentru începerea activităţii:

To rob_transf1 From store part1 ready

To store From rob_transf1 begin activity

To conv1 From rob_transf1 part1 ready

To rob_transf1 From conv1 part1 begin activity

Agentul supervizor anunţă agentul ce gestionează strungul că piesa 1 trebuie prelucrată şi numărul de astfel de piese ce vor sosi:

To machine_strung From superviz part1 arrive

To machine_strung From superviz 50 parts arrive

Se cere o estimare a timpului necesar prelucrării pentru o piesă:

To machine_strung From superviz part1 time estimation

Pentru a face o estimare a timpului agentul maşinii cere datele piesei şi informaţii complete despre aceasta. Agentul are acces la baza de date completa a sistemului, el extrage informaţii complete cu privire la piesa: tipuri de suprafeţe, materialul piesei, planul de operaţii, scule necesare şi le livrează agentului solicitant:

To machine_strung From superviz part1 information

Pe baza informaţiilor obţinute agentul face o listă cu ordinea operaţiilor necesare, cu sculele necesare, pe baza acestei analize face o estimare a timpului necesar prelucrării şi îl transmite agentului supervizor.

To superviz From machine_strung 0.10.30 time


140

Agentul supervizor analizează acest timp, îl compara cu timpul estimat iniţial în faza de proiectare a piesei şi a fluxului material al piesei. Dacă timpul necesar prelucrării se încadrează în limitele acceptate el transmite aprobarea începerii prelucrării

To machine1 From superviz time ok

Agentul maşinii face de asemenea şi o verificare a stării maşinii, verifică gradul de uzură al sculelor ce vor fi folosite în proces şi în cazul în care totul este în regula transmite mesajele

To superviz From machine1 no system problem

To superviz From machine1 tools ok

Dacă în urma analizei rezultă faptul că o sculă a atins gradul de uzură maxim admis sau dacă aceasta îl va atinge în timpul prelucrării acestui set de piese el va informa sistemul.

To superviz From machine1 tool1 replace

Agentul supervizor analizează cererea, compara datele primite cu cele deţinute şi dă verdictul, dacă scula trebuie înlocuită în acest moment sau ulterior, daca există scula în depozit, timpul necesar înlocuirii, daca nu exista procedura de achiziţie, etc.

În mod similar se procedează şi cu celelalte maşini din sistem, fiecare primind informaţii legate de activitatea ce urmează să fie desfăşurată şi să se pregătească pentru primirea piesei, sa facă estimări pentru prelucrarea suprafeţelor, respectiv timpi de transfer şi transport etc. Astfel, acelaşi gen de comunicări primesc în ordine şi agenţii: rob_transf2, conv2, rob_transf3, machine_AF, conv3, rob_transf4, machine_rectif, conv4, rob_transf5.

Există riscul formării unei concentrator de flux în sistem, presupunem că acest lucru se întâmplă la maşina de alezat şi frezat. O posibilă cauză ar putea fi apariţia unei probleme tehnice la această maşină. Agentul maşinii de alezat şi frezat va înştiinţa agentul supervizor de apariţia acestei probleme:

To superviz From machine_AF technical problem

Agentul supervizor va cere un raport privind starea maşinii:

To machine_AF From superviz please raport

Problema apărută va fi remediată pe baza algoritmului de rezolvare a unei probleme apărute în departamentul de fabricaţie prezentat în studiul de caz 1.

Problema poate să apară din cauza numărului mare de piese ce aşteaptă să fie prelucrate pe maşină. Agentul maşinii anunţă agentul supervizor că necesită mai mult timp pentru prelucrarea piesei decât a fost estimat iniţial:

To superviz From machine_AF part1 time needed

Agentul supervizor va cere o nouă estimare de timp privind prelucrarea piesei:

To machine_AF From superviz part1 time estimation

În acelaşi timp agentul supervizor va anunţa agenţii direct implicaţi de apariţia întârzierii şi le va cere să aştepte, să nu mai livreze noi piese către maşina de alezat şi frezat până la generarea unei noi estimări de timp necesare pentru a putea prelucra piesa:


141

To conv1 From superviz wait

To rob_transf1 From superviz wait

În tot acest timp celelalte maşini din sistem vor continua activitatea până în momentul în care ajung în imposibilitatea de a livra piese mai departe, respectiv de a mai primi piese. De asemenea şi acestea au fost avertizate de apariţia problemei dar vor continua activitatea până se vor confrunta efectiv cu problema apărută în sistem, în acel moment vor transmite această informare:

To superviz From rob_transf1 part1 waiting

To superviz From machine_strung part1 waiting

To superviz From conv1 part1 waiting

To superviz From conv3 part1 waiting

Agentul maşinii de alezat şi frezat va estima timpul necesar:

To superviz From machine_AF 0.07.12 time

Agentul supervizor va analiza noul timp, va reface întregul flux tehnologic pe baza acestuia şi va transmite agenţilor din sistem noul plan de realizare a piesei

To all From superviz part1 information


142

4.3. Studiu privind folosirea sistemelor cooperative pentru susţinerea întregului ciclul de viata al produsului

Colaborarea într-un astfel de sistem presupune existenţa unui mediu comun de stocare a datelor, informaţiile la care să aibă acces toţi actorii din sistem. Colaborarea începe încă de la conceperea produsului şi proiectarea acestuia.

Fig. 4.24. – Colaborarea în cadrul PLM

Se va colabora şi se va urmări produsul pe întregul său ciclu de viaţă: fabricaţie, aprovizionare, livrare client, interacţiune cu clienţii. Din datele adunate pe acest întreg ciclu se identifică soluţii şi metode de îmbunătăţire a produsului astfel încât acesta să aducă o satisfacţie mai mare din partea clientului dar totodată să lărgească piaţa de desfacere şi să prelungească ciclul său de viaţă.

Un exemplu ce pune în evidenţă necesitatea implementării PLM este următorul: o companie poate reduce costul de realizare al produsului oricât de mult, dacă acel produs nu este conceput conform cerinţei pieţei el nu are nici o valoare. Fără comenzi produsul este inutil. Valoarea produsului este dată de modul său de proiectare şi de perceperea permanentă a cerinţelor clientului. Sistemele de tip PLM permit o astfel de relaţie cu clienţii.

PLM favorizează reducerea costului de realizare a produsului prin luarea celei mai bune decizii în faza iniţială de dezvoltare a acestuia. Acest tip de decizie are un impact direct asupra costului final al produsului.


143

Fig. 4.25. – Reprezentare clasică a ciclului de viaţă al produsului

Figura 4.25. reprezintă etapele clasice ale ciclului de viaţă al unui produs: incubare (cercetare – dezvoltare), perioada de creştere, maturitatea, declinul şi sfârşitul ciclului de viaţă al produsului. Ideea fundamentală este aceea de a minimiza costurile de dezvoltare şi de a maximiza vânzările în etapa de creştere.

Fig .4.26. – Ciclul de viaţă al produsului folosind PLM


144

Pentru implementarea PLM sunt necesare:

• alinierea la cerinţele pieţei;

• colaborarea;

• tehnologia;

• inovarea;

• oportunitate realizării produsului;

• proprietatea intelectuală.

Folosind un sistem PLM curba ce reprezintă ciclul de viaţă al produsului se modifică, rezultând o curbă sinusoidală. Ideea principală este aceea a unei inovări continue care să se regăsească în noile etape ale ciclului de viaţă: incubaţia( cercetare-dezvoltare), creştere, perceperea şi implementarea noilor cerinţe, reluarea creşterii conform cerinţelor amintite mai sus:

• alinierea la cerinţele pieţei, investiţiile cu IT să fie echilibrată;

• colaborarea permanentă cu asociaţii şi clienţii, punerea în valoare a noilor idei;

• folosirea de tehnologie adecvată propriei variante de afacere;

• inovarea permanentă privind produsul aflat pe piaţă;

• oportunitatea integrării mai multor discipline în etapele de dezvoltare a produsului;

• proprietatea intelectuală [9].

În continuare vom defini întreprinderea virtuală ca fiind un grup de sisteme autonome de producţie ce apar pe piaţă ca o singură întreprindere [46]. Acest grup organizat de SAP este creat pe măsură ce oportunităţi de afaceri sunt identificate, de asemenea, organizaţia în cursul ciclului său de viata îşi poate adapta configuraţia în funcţie de schimbările generate de cererea apărută pe piaţă.

În general se presupune că ciclul de viaţă al ÎV este scurt . Cu toate acestea, se poate presupune şi că ciclul de viaţă al întreprinderii virtuale poate fi extins în timp dacă această măsură este justificata de cerere. În acest proces, pentru a întâmpina cererile clientului, capacitatea disponibilă a ÎV trebuie ajustată. Capacitatea trebuie ajustată datorită mai multor factori, precum: creşterea sau scăderea cererii într-un anume moment; dificultăţi de a împlini sarcinile unuia sau mai multor participanţi al ÎV datorită problemelor interne (defectarea maşinilor, întârzieri de livrare etc.); ieşirea (voluntara sau nu) a unuia sau a mai multor participanţi ai ÎV, acestea fiind doar câteva din exemplele posibile.

Aceste situaţii pot fii rezolvate prin definirea adecvată a structurii existente a ÎV, sau prin reconfigurarea radicală a proceselor ÎV. Un management eficient al tuturor acestor situaţii va influenţa decisiv succesul ÎV, deoarece ÎV trebuie să ofere un răspuns adecvat cererii clientului în timp util, în cantitate necesara şi la calitatea dorită.

În majoritatea cazurilor, când se constituie arhitectura unei ÎV, este neglijat un factor esenţial. Acest factor se referă la condiţiile dizolvării ÎV, aceasta trebuie să garanteze că şi


145

după dizolvarea sa toate produsele sale sunt acoperite de servicii post-vânzare: service, întreţinere, reciclare etc. În acest sens, o mare problemă ce necesită găsirea unei soluţii este cazul în care în timpul ciclului său de viata, este posibil ca unii participanţi ai ÎV să părăsească structura ÎV după ce au participat activ cu anumite resurse şi cunoştinţe la realizarea produsului. Serviciile sau părţile produse de cei care au părăsit organizaţia trebuie sa fie acoperite de anumite garanţii.

Dizolvarea ÎV, după cum o sugerează şi denumirea, nu este doar o activitate de încheiere a ciclului de viaţă a ÎV. În timpul ciclului de său de viaţă, mai multe activităţi sunt efectuate sub umbrela procesului de dizolvare. Procesul de dizolvare a ÎV are rolul de a pregăti documente şi proceduri pentru a formaliza intrarea şi ieşirea din ÎV a SAP, pregătirea tuturor procedurilor de închidere a ÎV şi, în acelaşi timp, de a asigura stocarea datelor privitoare la sarcinile pentru produsele terminate.

Fig. 4.27 – Planificarea dizolvării Întreprinderii Virtuale

În figura 4.27. am propus o soluţie pentru dizolvarea unei întreprinderi virtuale care să nu afecteze ciclul de viaţă al produsului. Ciclul de viaţă al întreprinderii virtuale nu este neapărat acelaşi cu cel al produsului, de regulă ciclul de viaţă al produsului este mult mai lung.

Foarte important este găsirea unor soluţii pentru asigurarea mentenanţei produsului, service şi bineînţeles reciclarea acestuia după încetarea activităţii întreprinderii virtuale. În primul rând trebuie realizată o analiză a datelor provenite de la toţi partenerii implicaţi, se urmăresc resursele şi cunoştinţele cu care aceştia participa, datele financiare etc.

De asemenea, este necesară existenţa unei structuri care să stocheze toate informaţiile cu privire la care membru al ÎV, responsabilităţile şi sarcinile fiecăruia la un moment dat şi la nevoie (ca urmare a unei cereri) să fie capabil să identifice elementele cerute.


146

În timpul activităţii ÎV, dacă o garanţie sau un serviciu post-vânzare este pretins de oricare dintre clienţi, ÎV trebuie să caute în baza sa de date care a fost SAP responsabil de fabricarea produsului respectiv. Dacă toate SAP se află încă în activitate, cererea este trimisă către ÎV cu scopul de a remedia eventualele disfuncţionalităţi. Dacă SAP vizat a ieşit din ÎV se cercetează daca alte resurse pot satisface cerinţa sau dacă alt partener are capacitatea de a rezolva respectiva cerinţă. În cazuri extreme, a noua ÎV trebuie creată pentru a satisface cererile clienţilor.


147

4.4. Algoritm de evaluare a impactului arhitecturii de fabricaţie asupra ciclului de viaţă al produsului.

Întreprinderea virtuală (VE – virtual enterprise) reprezintă o alianţă temporară de întreprinderi care îşi propun o partajare a resurselor şi aptitudinilor în scopul realizării unui produs într-un timp cât mai scurt, un cost cât mai mic şi cu obţinerea unei satisfacţii maxime din partea clientului, bazându-se pe o infrastructură tehnică reprezentată de tehnologiile informaţionale şi de comunicaţii/reţele de calculatoare [11] [4].

Astfel proiectarea, planificarea producţiei şi marketingul, aprovizionarea, fabricaţia, serviciile etc., pot fi realizate în orice loc din ţară, dintr-un continent sau de pe glob, datorită facilităţilor oferite de infrastructurile care permit schimbul de informaţii, bunuri şi servicii [88].

SistemeMulti Agent

Aplicaţiiinginereşti

Multimedia,Teleconferinţe

şi CSCWSistemul

Fluxului deMuncă

ReţeleOS

ManagementulSistemelorInformaţionale

Fig.4.28. - Componentele tehnologice care contribuie la mediul IV.

Metodologia de modelare şi simulare pentru proiectarea şi fabricarea unui produs:

Tendinţa actuală în cadrul unor astfel de organizaţii după ce se realizează fazele de proiectare asistată, analiză CAE şi CAM este de a se realiza o analiză a fluxului material din sistem. Pentru aceasta se pot folosi soft-uri speciale ( de ex. WITNESS) [7]. Acest tip de soft permite modelarea întregului sistem pe baza datelor furnizate de departamentul CAM. Se pot modela toate elementele principale: maşini, piese, scule etc. Scopul este acela de a realiza o configuraţie optimă a sistemului, din punct de vedere al aranjării maşinilor în hală, ordinea prelucrării pieselor etc. Având toate elementele modelate 3D, se pot observa uşor toate operaţiile şi fazele de producţie, necesitatea intervenţiei depanatorului, apariţia unor probleme etc. Odată simulat fluxul material din sistem se pot identifica concentratorii. Are loc o analiză şi pentru eliminarea concentratorilor se poate decide:

• remodelare funcţională, se poate schimba amplasarea anumitor maşini, ordinea anumitor operaţii, viteze ale anumitor benzi transportare sau timpi de realizare;


148

• remodelare tehnologică, prin aceasta toate datele sistemului sunt regândite: tipul maşinilor necesare, tipuri de scule, materiale etc. Se remodelează sistemul în nouă configuraţie şi are loc o nouă simulare a fluxului material din sistem.

Dacă rezultatele sunt satisfăcătoare are loc o analiză a impactului economic şi se generează un raport.(figura 4.29)

MODELARE CAD

MARKETING

CERCETARE-PROIECTARE

CAE

CAM-FIŞA FILM

PLAN OPERAŢII TIPUL MAŞINIITIPURI DE SCULE

MODELAREASISTEMULUI

SIMULAREA FLUXULUIMATERIAL DIN SISTEM

IDENTIFICAREACONCENTRATORILOR

REMODELAREATEHNOLOGICĂ

REMODELAREAFUNCŢIONALĂ

RAPORT

ANALIZA IMPACTULUIECONOMIC

Fig. 4.29. - Metodologia de modelare şi simulare pentru proiectarea şi fabricarea unui produs [87]


149

În studiul de caz prezentat în continuare se regăsesc trei parteneri organizaţi sub forma unei întreprinderi virtuale. Doi dintre ei reprezintă furnizorii de produse, iar al treilea reprezintă întreprinderea în care se va face asamblarea acestora în urma căreia va rezulta produsul final.

Scopul studiului de caz este acela de a prezenta o metodologie de simulare multipolară a fluxului material din sistem pentru a optimiza activitatea dintre parteneri şi a se realiza o creştere a profitabilităţii.

Folosind soluţii specifice, fiecare partener poate realiza o simulare pentru a verifica capabilitatea propriului sistem de a îndeplini funcţia trasată în cadrul întreprinderii virtuale. După aceea toate aceste simulări pot fi integrate într-un model de simulare multipolară pentru a optimiza fluxul material din întregul sistem.

În continuare vom defini cele trei parţi implicate în sistem ca fiind trei sisteme flexibile de fabricaţie, astfel SFF1 şi SFF2 vor reprezenta partenerii furnizori de componente, iar SFF3 va fi sistemul ce va realiza asamblarea acestora.

Pentru descrierea sistemului şi pentru găsirea soluţiilor potrivite rezolvării posibilelor conflicte din sistem se va folosi metoda SADT (Structured Analysis and Design Technique). Astfel în figura prezentată partenerii A şi B corespund SFF1 şi respectiv SFF2, iar întreprinderea în care se face asamblarea C corespunde SFF3.

Fig. 4.30. – Arhitectura întreprinderii virtuale pentru studiul de caz prezentat

Pentru a realiza un model de simulare a fluxului material din sistem, primul pas este acela de a defini maşinile-unelte necesare, sculele şi piesele implicate în proces la nivelul fiecărui SFF. Intrările în sistem sunt reprezentate de parametrii maşinilor-unelte, a sculelor şi a pieselor implicate, iar ieşirea din sistem este reprezentată de către arhitectura optimizată a sistemului. Principalele limitări ale sistemului sunt: planurile de realizare, etapele de realizare disponibile şi capabilitatea sistemului CAD – CAM – CAE de analiză a comportamentului în regim de lucru a maşinilor-unelte, a sculelor şi a pieselor. Simularea va fi realizată folosind software-ul specializat Witness care include două module ce reprezintă mecanismul folosit pentru conversia intrărilor în ieşiri.


150

În figura 4.31 este reprezentată prima datagramă a algoritmului SADT. Un prim pas este acela de a defini sistemul supus studiului:

• identificarea elementelor sistemului;

• identificarea intrărilor şi ieşirilor din sistem;

• evaluarea limitărilor şi a mecanismelor implicate în funcţionarea sistemului.

Fig. 4.31. – Prima a algoritmului SADT

Următorul pas în cadrul algoritmului SADT este acela de a identifica rolul fiecărui element ce face parte din sistem:

• realizarea unei ierarhii între elementele sistemului;

• definirea structurii fiecărui element din sistem;

• definirea relaţiilor între elementele sistemului.

Fig. 4.32. – A doua etapă a algoritmului SADT


151

A fost necesară stabilirea unei ierarhii între elementele sistemului pentru a identifica acel element care are un rol determinant pentru echilibrul sistemului, element în jurul căruia să fie structurate toate limitările şi interacţiunile din sistem, astfel conform datagramei acest sistem a fost definit SFF3, întreprinderea în care are loc asamblarea produsului.

Principala problemă este definirea piesei. Modul în care este definită piese se poate schimba datorită diferitelor limitări, care constituie feedback-ul dat de celelalte elemente din sistem. Ultima definire a acesteia este influenţată de definirea procesului de realizare disponibil, de sculele disponibile, şi de validarea procesului. De la conceptul iniţial la forma finală, piesa traversează numeroase forme tranzitorii (care privesc geometria sa, tolerantele etc.), care sunt cauzate de limitările impuse de alte elemente ale sistemului. Rolul piesei nu va fi redefinit, dar este foarte importantă găsirea unui echilibru între proiectul iniţial şi posibilităţile practice. Acesta este motivul pentru care conceptul final al piesei poate să fie realizat numai după identificarea limitărilor introduse de procesul validat, care este ultima fază, înainte de a decide planul final al procesului.

Având în vedere cele de mai sus am definit structura modelelor celor trei SFF şi a modelului general a întregului sistem pentru a putea realiza simularea fluxului material. Pentru a face acest lucru au fost necesare mai multe etape în cadrul algoritmului SADT. Au fost analizate toate punctele de lucru (maşina-unealtă, întreprindere de asamblare), elementele de transfer şi transport (roboţi, conveioare), depozite etc. Au fost studiate relaţiile dintre ele şi fiecare SFF al sistemului.

Am verificat, de asemenea, validitatea algoritmului cu „actigrame”, acele diagrame ale modelului, care sunt reprezentate grafic drept căsuţe desemnate de verbe, şi uneori însoţite de date complementare, reprezentate de săgeţi.

Evaluarea arhitecturii întreprinderii virtuale folosind simularea fluxului material

Pentru a evalua arhitectura sistemului am utilizat modele de simulare a fluxului material pentru cele trei SFF folosind software-ul Witness. Simularea acestui proiect a fost realizată pentru a demonstra şi a confirma productivitatea unui proces de fabricaţie, bazat pe prezentarea desenului propus şi pe datele operaţionale. Un alt scop al simulării a fost identificarea modalităţilor de îmbunătăţire a configuraţiei sistemului pentru a creşte productivitatea.

Îmbunătăţirea productivităţii implică identificarea concentratorului de flux de material pentru fiecare SFF şi pentru întreprinderea virtuală ca un sistem, şi propunerea unei alte arhitecturi care să elimine concentratorii. SFF1 şi SFF2, ce reprezintă furnizorii de componente, sunt sisteme difuze bazate pe paletizare. Paletizarea permite îmbunătăţirea timpilor ciclurilor de lucru, reducerea timpului şi a costurilor de instalare. Pentru aceste sisteme de fabricaţie difuze, fluxul material poate sa fie extrem de sensibil la numărul de palete de pe benzile recirculante, şi de asemenea, prea multe palete pot să fie chiar mai ineficiente decât cazul în care s-ar folosi mai puţine.

Ciclurile timpilor de operare şi timpii intermediari de transformare rezultă din specificaţiile echipamentelor implicate. Modelele simulate în Witness pentru acele două SFF difuze sunt prezentate în figurile de mai jos.


152

Fig. 4.33. – Modelarea în Witness a SFF1



153


Conform menţionărilor de mai sus SFF1 şi SFF2 sunt sisteme difuze, iar SFF3 este un sistem concentrat. Astfel, un SFF concentrat poate fi definit ca o arhitectură bazată pe un singur punct de lucru înconjurat şi asistat de sisteme de transfer şi transport. Un sistem SFF difuz poate fi definit ca o arhitectură ce cuprinde mai mult de două puncte de lucru conectate prin sisteme de transfer şi transport şi folosind sistemul de stocare la nivel local sau la nivel de sistem [6].

Simularea multipolar distribuită poate fi definită ca fiind un sistem integrat de monitorizare a mai mult de două simulări de flux material interconectate în cadrul unei arhitecturi de întreprindere virtuală.

Pentru întreprinderea de asamblare SFF3, analiza timpilor din sistem este foarte importantă. Se analizează timpul mediu de bună funcţionare (MTBF - mean time between failure) şi timpul mediu pentru reparaţii (MTTR - mean time to repair) care conţin date suficiente pentru primele două studii, dar nu şi pentru al treilea. SFF3 a fost identificat de algoritmul SADT drept cel mai influent din întreg sistemul managerial al fluxului de materiale.

În figurile 4.36 şi 4.37 sunt prezentate SFF1 şi SFF2 în timpul simulării. Au fost definiţi parametri pentru fiecare maşină şi conveior în parte, în urma simulării rezultând locul în care se găsesc concentratorii respectivelor sisteme. Astfel, pentru primul sistem conform rapoartelor generate şi prezentate în figurile 4.38 şi 4.39 rezultă apariţia de blocaje la maşina M1_2, activitatea acesteia este blocată 92% din timp, 7 % din timp funcţionează, iar 1% din timp aşteaptă primirea de piese. Blocaje apar şi în cazul conveiorului C1_2, activitatea


154

acestuia este blocată 94% din timp, 5 % din timp funcţionează, iar 1% din timp aşteaptă primirea de piese.

Fig. 4.36 – SFF1 în timpul simulării

Fig. 1.37. – Simularea SFF2


155

Fig. 4.38. – Raport privind activitatea maşinii M1_2 din cadrul SFF1

Fig. 4.39. – Raport privind activitatea maşinii C1_2 din cadrul SFF1

În figura 4.40. este prezentat un raport cu privire la activitatea maşinii M1_4 din cadrul SFF1. Datorită blocajelor la maşinile anterioare se poate observa că aceasta funcţionează doar 11% din timpul total, în restul de 89% aşteaptă piese. Sistemul se dovedeşte astfel neeficient. Astfel are loc o remodelare funcţională a sistemului, se parametrizează din nou sistemul şi în urma simulării rezultă dispariţia concentratorului de la maşina M1_2, după


156

cum se poate observa şi din raportul prezentat în figura 4.41. În această nouă configuraţie maşina M1_2 funcţionează 60% din timpul total, iar 40% din timp aşteaptă piese. De asemenea, în figura 4.42 este redat raportul maşinii M1_4. Se poate observa o îmbunătăţire considerabilă, maşina funcţionând 98% din timp spre deosebire de primul caz în care funcţiona doar 11% din timp.

Fig. 4.40. – Raport al activităţii maşinii M1_4 din cadrul SFF1

Fig. 4.41. – Raport privind activitatea maşinii M1_2 după remodelarea sistemului 1


157

Fig. 4.42. – Raport privind activitatea maşinii M1_4 după remodelarea sistemului 1

Fig. 4.43. – Introducerea parametrilor pentru conveiorul C2_1

De asemenea, a fost simulat şi fluxul material din SFF2 pentru identificarea concentratorilor, eliminarea acestora şi optimizarea sistemului. În figura 4.43 se regăseşte fereastra de comandă prin care se introduc datele pentru conveiorul C2_1 care face parte din sistemul 2 al studiului de caz.


158

După simularea sistemului s-au generat diverse rapoarte pentru a monitoriza activitatea fiecărui element al sistemului şi pentru a identifica elementele unde apar probleme. În figura 4.44 este prezentat un raport al activităţii maşinii M2_1 ce face parte din sistemul 2. Se poate observa din grafic că maşina prelucrează 75% din timpul total, 18 % din timp fluxul material este blocat, iar 7% maşina nu funcţionează pentru a permite intervenţia operatorului.

Raportul privind activitatea conveiorului C2_1 se regăseşte în figura 4.45. Putem observa blocarea activităţii la această unitate pentru 45% din timp, conveiorul este oprit pentru intervenţia operatorului 5% din timp, iar maşina funcţionează normal doar 50% din timpul total.

În figura 4.46. este prezentat raportul privind activitatea maşinii M2_5, ultima din cadrul sistemului, rezultatul raportului este important deoarece pe această maşină are loc ultima prelucrare a piesei, de aici rezultând timpul necesar prelucrării unei piese în sistem şi productivitatea sistemului. Din grafic se observă faptul că maşina aşteaptă piese 75% din timp şi doar în 25% din timpul total maşina prelucrează piese.

De asemenea, a fost generat un raport privind activitatea resursei umane din sistem (figura 4.47), astfel operatorul este implicat în acţiuni de depanare a unor maşini din sistem 5% din timpul total, în restul de 95% supraveghează activitatea sistemului şi aşteaptă cereri de intervenţie.

Având în vedere o prezenţă semnificativă a concentratorilor în cazul M2_1 şi C2_1 de unde rezultă o productivitate redusă a sistemului ( conform raport maşină M2_5) este necesară o remodelare funcţională a sistemului şi o nouă parametrizare a acestuia.

Fig. 4.44. – Raport privind activitatea maşinii M2_1


159

Fig. 4.45. – Raport privind activitatea conveiorului C2_1

Fig. 4.46. – Raport privind activitatea maşinii M2_5 parte a SFF2


160

Fig. 4.47 – Raport privind activitatea operatorului în cadrul SFF2

Sistemul SFF2 a fost remodelat şi s-a efectuat o nouă simulare a fluxului material din sistem. Conform rapoartelor generate se observă o îmbunătăţire a performanţelor acestuia, astfel:

În figura 4.48 este prezentat raportul privind activitatea maşinii M2_1 după remodelarea sistemului, se poate observa scăderea la jumătate a blocajelor pe această unitate, de la 18% la 9%, maşina funcţionează la parametrii normali în 70% din timp, în schimb faţă de simularea precedentă creşte timpul necesar intervenţiei operatorului, la 21%.

În figura 4.49 este prezentat raportul privind activitatea conveiorului C2_1 după remodelare, putem observa dispariţia totală a blocajelor existente la simularea precedentă. Astfel, conveiorul se află în funcţiune 55% din timp, 34% din timp aşteaptă primirea de piese, iar timpul necesar intervenţiei resursei umane este de 11%.

Din raportul privind intervenţia operatorului pentru rezolvarea unor probleme apărute la maşinile din sistem rezultă o dublare a intervenţiilor acestuia (figura 4.50), procentul din timpul total creşte de la 5% la 11%. În restul de 89% din timp operatorul supraveghează sistemul şi aşteaptă solicitări de a interveni pentru a rezolva problemele apărute la diverse maşini din cadrul SFF2.

Productivitatea SFF2 după remodelare şi noua simulare rezultă din raportul maşinii M2_5 (figura 4.51), ultima din care efectuează prelucrări asupra piesei. Se poate observa că aceasta prelucrează piese timp de 99% din total şi doar 1% din timp aşteaptă primirea de piese pentru a fi prelucrate. De aici rezultă o imbunătăţire majoră a productivităţii sistemului, acesta devenind mult mai performant după eliminarea concentratorilor identificaţi la prima simulare şi după reparametrizarea elementelor sistemului.


161

Fig. 4.48. – Raport privind activitatea maşinii M2_1 după remodelarea SFF2

Fig. 4.49. – Raport privind activitatea conveiorului C2_1 după remodelarea SFF2


162

Fig. 4.50. – Raport privind activitatea operatorului după remodelarea SFF2



163

În figura 4.52 este prezentat sistemul 3 în timpul simulării. Bufferele B1 şi B2 reprezentate cu galben reprezintă intrările în sistemul 3 şi totodată ieşirile sistemului 1 şi respectiv ale sistemului 2. Cu albastru sunt reprezentate cele două conveioare, iar maşina pe care se efectuează asamblarea finala (M3_1) este reprezentată cu verde. De asemenea, se regăsesc figurate cele două piese (P şi P2) care provin din sistemele anterioare SFF1 şi SFF2, operatorul şi numărul de piese prelucrat în momentul raportării.

Au fost generate următoarele rapoarte pentru a identifica concentratorii:

• în figura 4.53 se regăseşte raportul privind activitatea conveiorului C3_1, se poate observa că acesta funcţionează normal 80% din timpul total, iar 20% din timp este blocat

• din figura 4.54 reiese faptul că 84% din timp conveiorul C3_2 este blocat şi doar 16% din timp funcţionează normal

• raportul activităţii maşinii M3_1 arată faptul că aceasta 89% din timp se află în stare de funcţionare, 1% aşteptă piese, iar în 10% din timp se efectuează reparaţii, reglări şi alte activităţi ale operatorului.

Din studiul acestor rapoarte şi prin localizarea concentratorilor, în special la conveiorul C3_2, rezultă necesitatea remodelării sistemului pentru eliminarea concentratorilor. Acest lucru se va face pentru sistemul 3, iar dacă concentratorii se vor menţine rezultă necesitatea intervenţiei asupra intrărilor în sistem deci implicit asupra sistemelor 1 şi 2 care prin propriile rezultate ale ieşirilor determină cele două intrările sistemului 3.

Fig. 4.52. – SFF3 în timpul simulării


164

Fig. 4.53. - Raport privind activitatea conveiorului C3_1 parte a SFF3

Fig. 4.54. – Raport privind activitatea conveiorului C3_2 parte a SFF3


165

Fig. 4.55. – Raport privind activitatea maşinii M3_1 parte a SFF3

În urma remodelării sistemului 3 conform noilor cerinţe a rezultat eliminarea

concentratorului în cazul conveiorului C3_1.

În cazul conveiorului C3_2, conform raportului prezentat în figura 4.56., blocajul existent este redus de la 84% la 19% din timp. Astfel rezultă faptul că acesta funcţionează normal 80% din timp, ceea ce indică o îmbunătăţire majoră a activităţii acestuia şi implicit a sistemului.

Figura 4.57 prezintă raportul asupra activităţii maşinii M3_1 după remodelarea sistemului. Conform acestuia maşina este în funcţiune 80% din timp, iar intervenţia operatorului durează 20% din timpul total de funcţionare a acesteia.

Din analiza sistemului 3 remodelat rezultă o creştere a productivităţii sistemului 3 şi implicit a întregii întreprinderi virtuale prin optimizarea fluxului material din cele trei sisteme separat dar şi ca sistem general. Prin eliminarea concentratorului focalizat la conveiorul C3_2, timpii de transfer şi transport a pieselor pe maşina M3_1 au scăzut, rezultând faptul că aceste componente au fost livrate mult mai rapid, de aici şi necesitatea reprogramării maşinii pentru a putea face asamblarea mult mai rapid. Astfel timpul ciclului de producţie a scăzut semnificativ.

Studiile de caz prezentate, modelate şi simulate în Witness validează algoritmul de simulare multipolară propus, realizând în fapt o simulare de flux material pentru o întreprindere virtuală. O problemă se poate regăsi la calcularea timpilor de transport între cele două unităţi furnizoare şi fabrica ce efectuează asamblarea produsului. Fiind delocalizate geografic, distanţele pot fi extrem de mari şi este greu de estimat un timp mediu de transport. În simularea propriilor sisteme au fost folosiţi timpii medii, deoarece implică rezultate relevante, iar variaţiile sunt foarte mici, spre deosebire de cazul transportului de piese între


166

sisteme în care nu se poate lua în considerare un timp mediu deoarece acesta variază foarte mult, de la ore la zile şi chiar săptămâni, funcţie de problemele de transport întâmpinate pe traseu şi distanţele luate în considerare. Mult mai realist ar fi calcularea acestor timpi de transport folosind anumite legi de distribuţie.

Fig. 4.56. – Raport privind activitatea conveiorului C3_2 după remodelarea SFF3



167

O altă soluţie propusă poate fi simularea multipolară inversă. Acest concept presupune pornirea direct de la cerinţe şi de la rezultatele ce doresc să fie obţinute. Astfel, pentru sistemul nostru presupunem necesitatea realizării a 5.000 de produse într-un timp „T”. Se pleacă de la modelarea sistemului 3, cel care va realiza asamblarea, se va simula şi se va păstra modelul în care cerinţa este respectată. De aici vor rezulta intrările necesare pentru realizarea obiectivului. Aşa cum am spus în studiul de caz de mai sus, intrările din sistemul 3 reprezintă ieşirile sistemelor 1 şi 2. Prin această soluţie se face abstracţie de costul necesar pentru îndeplinirea obiectivului, în cazul SFF1 şi SFF2 pentru a realiza un anumit număr de subansamble într-o anumită perioadă de timp. Aceste sisteme sunt modelate, parametrizate şi simulate, iar dacă rezultatele nu sunt satisfăcătoare are loc fie o remodelare tehnologică sau funcţională de sistem, remodelare ce poate duce chiar la implicarea altor maşini în sistemul respectiv.

Datorită faptului că agenţii posedă autonomie în activitate şi execuţie pot fi folosiţi cu succes în simulările de flux material din sistem. Agenţii oferă o mare flexibilitate în luarea deciziilor în timp real. Pe baza studiului de caz de mai sus vom arăta modul de comunicare, negociere între agenţi şi modul în care agenţii iau deciziile. Primul pas este acela de a defini agenţii sistemului. Astfel, pentru fiecare din cele trei sisteme vom avea câte un agent ce gestionează activitatea maşinilor, activitatea conveioarelor şi a resursei umane. Fiecare din cele trei sisteme au un agent supervizor (superviz1, superviz3 şi superviz2).

Agentul supervizor anunţă începerea dialogul cu toţi agenţii din sistem:

To all From superviz1 Hello

Este anunţată prima maşină din SFF1 de venirea unui lot de piese:

To M1_2 From supervi1z part23 arrive

To M1_2 From superviz1 50 parts arrive

Se cere o estimare a timpului necesar prelucrării pentru o piesă:

To M1_2 From superviz1 part50 time estimation

Agentul maşinii M1_2 face o listă cu ordinea operaţiilor necesare, cu sculele necesare, pe baza acestei analize face o estimare a timpului necesar prelucrării şi îl transmite agentului supervizor.

To superviz1 From M1_2 0.02.15 time

Agentul supervizor analizează acest timp, îl compara cu timpul estimat iniţial în faza de proiectare a piesei şi a fluxului material al piesei. Dacă timpul necesar prelucrării se încadrează în limitele acceptate, el transmite aprobarea începerii prelucrării

To M1_2 From superviz1 time ok

În momentul în care apare o problemă tehnică la une dintre maşini, agentul supervizor anunţă depanatorul să intervină:

To depan From superviz1 C1_3 goto

To depan From superviz1 C1_3 89b432x problem


168

Agentul „depan” primeşte codul problemei, va contacta automat o resursă umană calificată pentru acest gen de problemă şi căreia îi va prezenta un raport despre activităţile anterioare ale agentului respectiv şi eventual propune soluţii pentru rezolvarea problemei.

Există riscul formării unei concentrator de flux în sistem, presupunem că acest lucru se întâmplă la conveiorul C1_2 din primul sistem. Problema poate să apară din cauza numărului mare de piese ce aşteaptă să fie preluate pentru transportul către maşina C1_3. agentul conveiorului va anunţa agentul supervizor că sistemul este blocat

To superviz1 From C1_2 sistem bloked

Agentul supervizor va anunţa agenţii direct implicaţi de apariţia întârzierii şi le va cere să aştepte, să nu mai livreze noi piese către conveior până la generarea unei noi estimări de timp necesare pentru a putea prelucra piesa:

To M1_2 From superviz1 wait

În tot acest timp celelalte maşini din sistem vor continua activitatea până în momentul în care ajung în imposibilitatea de a livra piese mai departe, respectiv de a mai primi piese. De asemenea şi acestea au fost avertizate de apariţia problemei dar vor continua activitatea până se vor confrunta efectiv cu problema apărută în sistem, în acel moment vor transmite această informare:

To superviz1 From M1_3 waiting

To superviz1 From C1_3 waiting

To superviz1 From M1_4 waiting

Agentul supervizor va analiza încerca remedierea problemei prin refacerea întregul flux tehnologic şi va transmite agenţilor din sistem noul plan de realizare a piesei

To all From superviz1 part23 information

În acelaşi mod se procedează şi pentru sistemele 2 şi 3. În tot acest timp agenţii supervizori ai celor trei sisteme trebuie să schimbe informaţii permanent, să ofere date legate de stadiul propriului sistem, deoarece, un blocaj apărut la sistemul 1 poate afecta sistemul 3 ce efectuează asamblarea şi poate duce la oprirea activităţii sistemului 2 în momentul în care sistemul 3 deţine prea multe subansamble provenite din SFF2.


169

4.4. Concluzii

Dacă dorim să optimizam arhitectura unui flux de materiale obişnuit din cadrul unei întreprinderi virtuale nu este de ajuns o simulare. Acesta este motivul pentru care am propus o noua soluţie, simularea multipolară, capabilă să evalueze performantele unei ÎV ca un sistem integrat, bazat pe modelul realizat folosind un algoritm SADT. Analiza simulării multipolare face mai mult decât să concateneze rezultatele simulărilor izolate. Concentratorul de flux care rezultă din simularea multipolara poate să fie oricare dintre concentratorii de simulările izolate dar poate fi de asemenea şi unul total diferit. Una dintre cauzele principale ale acestei particularităţi este diferenţa dintre algoritmii pentru simulări izolate difuze. Pentru acest studiu de caz, eliminarea concentratorului de flux material din SFF3 dă importante îmbunătăţiri ale productivităţii la nivelul întregii întreprinderi virtuale, dar cel mai influent concentrator al întregului sistem este localizat în SFF2.

Spre deosebire de modelul clasic (mono-localizat) de întreprindere, în cadrul unei Întreprinderi Virtuale mai întâi se percep cerinţele clientului şi apoi se trece la proiectarea şi fabricarea produsului, clientul fiind într-o interacţiune permanentă cu întreprinderea;

Tehnologiile, tehnicile şi metodele folosite în cadrul unei Întreprinderi Virtuale duc la reducea costului, a timpului de proiectare şi fabricare, la reducerea timpului de distribuţie şi maximizarea satisfacţiei clientului;

Arhitectură delocalizată rezultă a fi necesară doar în cazul unor produse sau ansambluri complexe (autoturisme, maşini şi sisteme de producţie);

Prin implementarea unei soluţii PLM în cadrul unei organizaţii, ciclul de viaţă clasic al produsului se poate modifica rezultând o curbă sinusoidală. Ideea principală este aceea a unei inovări continue care să se regăsească în noile etape ale ciclului de viaţă: incubaţia (cercetare – dezvoltare), creştere, perceperea şi implementarea noilor cerinţe şi reluarea creşterii.

Toate elemente componente ale sistemului cooperativ trebuie studiate cu atenţie încă de la începerea proiectării sistemului, folosirea tehnologiei orientate agent fiind foarte utilă pentru implementarea sistemului, întreţinerea cooperării, transferului de date şi informaţii .

Figura 4.58. prezintă un exemplu de arhitectură a unui sistem cooperativ dezvoltat pe baza tehnologiei orientată agent.

Părţile componente ale unui sistem cooperativ implementat utilizând tehnicile orientate agent, constituie în fapt mai multe subsisteme multiagent ce comunică între ele. Astfel, activitatea departamentelor CAD, CAM şi CAE este gestionată de sisteme multiagent, organizate ierarhic, în funcţie de influenţa şi importanţa fiecărui agent.

Foarte important este prezenţa unui sistem de securitate ce gestionează accesul diverşilor agenţi la informaţia din cadrul bazei de date distribuite.


170

Fig. 4.58. – Arhitectura unui posibil sistem cooperativ dezvoltat pe baza tehnologiei orientată agent


171

Cap. 5. CONTRIBUŢII PRIVIND REALIZAREA UNUI SISTEM COOPERATIV DE DEZVOLTARE A PRODUSELOR INDUSTRIALE

5.1. Contribuţii privind studiul sistemelor cooperative

Având în vedere faptului că tema propusă se află la graniţa mai multor domenii şi specializări a rezultat necesitatea studierii bibliografiei de specialitate pentru fiecare element în parte. Am pornit cu studiul principalelor definiţii de sisteme cooperative şi evoluţia lor în timp. La acest aspect literatura de specialitate s-a dovedit foarte generoasă rezultând mai multe puncte de vedere şi definiţii date de specialişti. De aici a rezultat importanţa definirii celor patru termeni principali parte a conceptului de sistem cooperativ: cooperare, colaborare, comunicare şi coordonare (cei 4C).

De asemenea, este interesant de urmărit evoluţia în timp a sistemelor cooperative, pornind de la nevoia de comunicare primară calculator-calculator, chiar monolocalizat, trecând prin oferirea de soluţii de susţinere a comunicării (e-mail, chat, videoconferinţă), continuând cu implementarea principalelor aplicaţii necesare desfăşurării unei activităţi desfăşurate de către actori delocalizaţi geografic şi încheind cu efortul integrării complete a tuturor instrumentelor, tehnicilor şi tehnologiilor necesare pentru realizarea obiectivului propus de organizaţie.

Studiul bibliografiei referitoare la tehnologia „groupware” şi a aplicaţiilor incluse de către acestea este esenţial. Sub acest domeniu se regăsesc numeroase soluţii de comunicare între membrii unei echipe ce lucrează pentru elaborarea aceluiaşi produs. Pe baza acestora am analizat cerinţele care trebuiesc îndeplinite pentru implementarea lor, avantajele şi dezavantajele fiecărui element component. De asemenea, au fost detaliate principalele activităţi de tip sincron şi asincron ca parte a unui „groupware”.

În cadrul capitolului 2 am analizat principalele tipuri de sisteme cooperative şi clasificarea acestora pentru a stabili modalităţile de colaborare, comunicare şi coordonare între partenerii implicaţi. Cel mai avansat model este acela al unei aplicaţii sincrone şi delocalizate, totodată se dovedeşte a fi şi cel mai realist în contextul cerinţelor din ziua de astăzi: parteneri delocalizaţi, conceperea şi realizarea rapidă a produsului etc. Majoritatea sistemelor cooperative folosesc aplicaţii sincrone cât şi asincrone (monolocalizate şi/sau delocalizate) în funcţie de posibilităţile tehnice şi strategia organizaţiei. De asemenea, au fost identificate principalele tendinţe de dezvoltare a acestor tipuri de sisteme. Au fost identificate două mari nuclee: Europa, care mizează pe dezvoltarea de proiecte complexe pentru întreaga organizaţie vizată şi SUA, care mizează pe aplicaţii mai mici şi pachete de programe dedicate care ulterior să poată fi integrate conform necesităţilor.


172

Foarte importantă este prezentarea conceptului de întreprindere virtuală şi a tipurilor de relaţii din cadrul acesteia. Au fost detaliate principalele tipuri de relaţii din care pot fi enumerate: B2B, B2C, B2A, B2G etc. Pe baza acestora am schiţat o posibilă arhitectură de întreprindere virtuală, insistând pe relaţiile dintre actorii implicaţi în realizarea produsului sau prestarea serviciului.

În continuare am prezentat câteva concepte şi soluţii software pentru susţinerea activităţii din cadrul unui sistem cooperativ. În primul rând am menţionat sistemul PDM, managementul datelor legate de produs, sistemul oferă instrumente pentru proiectarea, dezvoltarea şi realizarea produsului. La baza PDM stă o bază de date de tip RDBMS (Sistem de administrare a bazelor de date relaţionate). Baza de date este folosită pentru a fi înregistrate piese şi relaţiile dintre fişierele acestor piese. Sistemele PDM oferă securitate sporită a datelor, stocarea fişierelor, clasificare, notificare, control şi diverse aplicaţii pentru procese specific inginereşti. Pentru o mai bună analiză a sistemului conceptul de PDM a fost împărţit în administrarea datelor şi administrarea proceselor. În încheiere au fost detaliate principalele funcţii ale PDM şi beneficiile implementării unui astfel de sistem.

În continuare a fost prezentată arhitectura funcţională a unui ERP cu ajutorul părţilor sale componente. Am detaliat funcţiile sale, principalele obiective, am descris paşii necesari implementării. De asemenea, am detaliat avantajele şi dezavantajele folosirii acestui tip de soluţie.

Pentru a completa suita de soluţii software folosite pentru susţinerea activităţii unui sistem de cooperare, am prezentat sistemul PLM (Managementul ciclului de viaţă al produsului), concept apărut recent în domeniu. Trebuie menţionat că PLM nu reprezintă un soft în sine ci mai degrabă o soluţie şi un concept. În urma studiului a rezultat faptul că PLM înglobează concepte ale sistemelor PDM, ERP, CRM, CAD, CAE şi CAM. Am enumerat principalele cerinţe ale sistemului şi am prezentat pe scurt câteva soluţii software ce pot fi catalogate ca fiind soft-uri dedicate PLM.

De asemenea, am realizat o comparaţie între sistemele comparate, si anume între PLM şi PDM, respectiv PLM vs ERP. Primele două soluţii (PDM şi ERP) continuă să existe independent şi reprezintă încă o soluţie pentru organizaţii, dar având în vederea dezvoltarea tot mai rapidă a soluţiilor PLM, care înglobează o bună parte din PDM şi ERP, se aşteaptă ca soluţia PLM să devină dominantă cu atât mai mult cu cât oferă o soluţie completă de dezvoltare a produsului pe întreg ciclul său de viaţă.

În capitolul 2 am mai prezentat o descriere a tehnicilor CAD – CAM – CAE utilizate în cadrul sistemelor cooperative. Pentru prezentarea caracteristicilor acestora am folosit ca studiu de caz un corp de pompă care a fost modelat în modului CAD al soft-ului Catia V5. Au fost descrise principalele două nuclee pe baza cărora se dezvoltă principalele soft-uri CAD: ACIS şi PARASOLID. Pentru exemplificare şi descriere CAM şi CAE, am realizat o simulare de fabricare a corpului de pompă modelat în CAD şi am realizat o analiză cu element finit a acestuia pentru partea de CAE.

Am considerat ca fiind important studiul principalelor soft-uri dedicate CAD – CAM – CAE, mai întâi sistemele integrate şi apoi cele specializate pe fiecare modul. Ca sisteme integrate am analizat: I-DEAS, UNIGRAPHICS şi CATIA. La fiecare dintre ele am descris principalele module şi funcţii, unele din ele specifice pentru soft-ul respectiv. Dintre soft-urile


173

CAD descris pot fi amintite: AutoCad, ales spre studiu datorită faptului că este foarte răspândit, respectiv SolidEdge şi SolidWork ca produse de nivel mediu comparativ cu soft-urile integrate. Soluţiile dedicate CAM descrise: PowerMill, PowerShape, EDGECAM şi SURFCAM, iar soluţii CAE: Adina, DesignSpace, NASTRAN, COSMOS.

În urma analizei acestor soft-uri au fost observate probleme de compatibilitate la transferul de fişiere, compatibilitatea fişierelor în cadrul unui sistem de cooperare fiind primordială. Soluţii există, prin folosirea de fişiere neutre de tip STEP, IGES dar şi aici apar diverse probleme cum ar fi: pierderea de date; piesele nu sunt recunoscute ca entităţi separate, ansamblul fiind văzut ca un întreg; apar diferenţe de culori între părţile componente ale ansamblului etc.

În încheiere am prezentat o analiză comparativă a trei soft-uri (CATIA, UNIGRAPHICS şi SolidWorks) luând în considerare: nucleul geometric folosit, tehnicile de modelare, tipuri de curbe şi suprafeţe, tipuri de formate de import / export suportate, module integrate, compania producătoare şi preţ.

5.2. Realizarea unei clasificări a agenţilor şi studiul influenţei lor

luând în calcul mediul în care aceştia acţionează

Studiul agenţilor este esenţial pentru a realiza o metodologie de implementare a sistemelor cooperative. Nu există o definiţie a agentului unanim acceptată, diferiţi cercetători insistând mai mult sau mai puţin asupra unora dintre proprietăţi în funcţie de domeniul de aplicaţie dar în principal majoritatea consideră autonomia ca fiind o proprietate definitorie a agentului. Prin studiul literaturii de specialitate am realizat o clasificare a agenţilor, am prezentat caracteristicile acestora. Printre caracteristicile principale putem enumera: autonomia, cooperarea, coordonarea, comunicarea, abilitatea socială, învăţarea, reactivitatea, proactivitatea etc.

Având la bază aceste elemente am conceput o arhitectură de agent, conţinând principalele elemente definitorii: prezenţa unui receptor, analizator, punct de decizie, obiective, cunoştinţe şi tipuri de activităţi ce pot fi efectuate.

În continuare am prezentat diferite abordări în realizarea sistemelor distribuite folosind agenţii mobili şi am prezentat un studiu de caz privind migrarea unui agent către alt sistem pentru a aduna informaţii şi a-şi îndeplini obiectivul.

Una din contribuţiile personale este reprezentată de o nouă clasificare a agenţilor în funcţie de influenţa mediului în care aceştia activează. Astfel am definit:

• Agent de influenţă: tipul de agent care datorită privilegiilor cu care este înzestrat şi în urma acţiunilor sale îndreptate spre îndeplinirea obiectivului duce la o schimbare importantă a mediului în care acţionează, iar această influenţă duce la modificarea (întârzierea, schimbarea) acţiunii altor agenţi, o astfel de influenţă este indirectă;

• Agent influenţabil: care prin prisma privilegiilor reduse – în urma ierarhizării - îşi poate amâna anumite acţiuni sau chiar pot duce la


174

neîndeplinirea scopului în urma influenţei directe a unui alt agent sau indirect în urma acţiunii unui alt agent asupra mediului ce va suferi o schimbare şi datorită acesteia agentul va fi afectat;

• Agent mixt: este tipul de agent care în timpul acţiunii sale, în funcţie de anumiţi factori se poate afla în una din ipostazele de mai sus, marea majoritate a agenţilor sunt de acest tip.

De asemenea, am definit influenţa ca fiind capacitatea unui agent ce deţine anumite privilegii (ca urmare a ierarhizării), de a influenţa prin acţiunea sa decisiv mediul în care acţionează, schimbând starea acestuia şi modificând desfăşurarea activităţilor altor agenţi şi chiar a obiectivul acestora. Am definit principalele tipuri de influenţă: influenţă pozitivă sau negativă, premeditată sau nepremeditată etc.

O altă contribuţie proprie este reprezentată de determinarea unui algoritm pentru îndeplinirea obiectivelor agenţilor. Orice agent are un obiectiv principal cu care este înzestrat încă de la crearea sa, dar pe parcursul existenţei sale în sistem poate primi şi diferite sarcini secundare. Pe scurt, paşii de urmat pentru îndeplinirea obiectivului trasat sunt:

• recunoaşterea problemei, agentul trebuie să îşi însuşească scopul propus;

• căutarea de informaţii, agentul trebuie să primească informaţiile necesare de la utilizator dar în acelaşi timp să caute singur aceste informaţii fie prin interogarea utilizatorului, fie prin acumularea de informaţie din mediul său;

• evaluarea alternativelor, agentul pe baza informaţiilor deţinute şi a informaţiile provenite din mediu sau din partea utilizatorului trebuie să elaboreze soluţii pentru îndeplinirea obiectivului şi trebuie să aleagă varianta potrivită;

• negocierea, agentul trebuie să intre în contact cu alţi agenţi ce pot contribui la realizarea obiectivului şi să comunice cu aceştia;

• decizia de acţionare, agentul în urma alegerii variantei potrivite şi în urma negocierii trebuie să acţioneze pentru îndeplinirea obiectivului;

• evaluare, agentul trebuie să fie capabil ca după efectuarea acţiunii să evalueze rezultatele acesteia, în principal dacă obiectivul a fost atins, în ce proporţie, cu ce costuri sau în caz de eşec care au fost cauzele, în ambele cazuri el trebuie să genereze un raport pentru utilizator.

Identificarea principalelor tipuri de acţiuni ale agenţilor asupra mediului este foarte importantă. Am realizat o clasificare a acestor acţiuni, am redat proprietăţile acestora şi am prezentat o schemă de decizie pentru realizarea unei activităţi.

Un element important din cadrul lucrării îl reprezintă studiul sistemelor multiagent. În urma studiului bibliografiei de specialitate am descris aceste sisteme multiagent, am prezentat principalele caracteristici şi tipuri de sisteme. Am prezentat, de asemenea, infrastructura unui sistem multiagent, arhitectura sistemelor multiagent şi modul în care se realizează cooperarea dintre agenţi în cadrul acestor tipuri de sisteme.

Am prezentat principalele protocoale de comunicare între agenţi, procese de negociere şi limbaje folosite în comunicare.


175

O contribuţie personală este reprezentată de prezentarea unor abordări ale tehnologiei orientate agent în cadrul sistemelor cooperative prin descrierea arhitecturii unei aplicaţii bazată pe agenţi.

5.3. Realizarea unei arhitecturi distribuite bazată pe tehnologia

agent prin integrarea principalelor instrumente necesare cooperării

Au fost prezentate consideraţii privind proiectarea sistemelor cooperative, principalele elemente de la care ar trebui să se pornească pentru proiectarea acestor tipuri de sisteme. De asemenea, am descris modalităţile de selectare a echipei şi partenerilor în cadrul unei întreprinderii virtuale, un aspect important fiind acela că nu întotdeauna cei mai buni membrii selectaţi vor forma şi cea mai bună echipă.

Se poate menţiona ca o contribuţie personală elaborarea unei metodologii de realizare a produselor pe baza tehnicilor CAD-CAM-CAE.

O altă contribuţie este aceea a realizării unui protocol de comunicare simplificat, pornind de la cele două limbaje de bază: KQML şi FIPA-ACL. Am definit câmpurile specifice necesare pentru realizarea comunicării dintre agenţi pentru studiile de caz prezentate în lucrare, după cum urmează:

To <receiver> From <sender> <object> <information> <command>

Pe scurt acestea sunt explicate astfel:

• câmpurile <receiver> şi <sender> vor cuprinde numele agentului, agentul destinatar, respectiv expeditor;

• cu ajutorul câmpului <command> se pot adresa diverse comenzi către anumiţi agenţi. În mod normal astfel de comenzi pot da agenţii de influenţă din cadrul sistemului;

• câmpul <information> cuprinde diverse informaţii predefinite în sistem pentru a putea fi înţelese de către toţi agenţii, poate avea ataşate diverse date, rapoarte etc.;

• câmpul <object> nu poate exista de sine stătător în cadrul liniei de comandă el poate fi ataşat alături de o informaţie sau comandă. Este folosit de exemplu când se oferă informaţii despre o a treia parte implicată în sistem (de exemplu agentul 1 oferă informaţii referitoare la agentul 3 către agentul 2).

5.3.1. Algoritm de rezolvare a unei probleme apărute în departamentul de fabricaţie

O contribuţie principală a tezei este reprezentată de prezentarea algoritmului de rezolvare a unei probleme apărute în departamentul de fabricaţie. Pe baza algoritmului am dezvoltat un studiu de caz pentru un departament de fabricaţie în care activitatea tuturor


176

maşinilor din sistem este gestionată de agenţi. Conform protocolului de comunicare de mai sus au fost definiţi agenţii implicaţi, au fost descrise tipurile de comenzi, tipurile de informaţii transmise, tipurile de date etc.

Astfel, am descris modul de comunicare, negociere şi mediere a conflictelor între agenţi la apariţia unei probleme în cadrul sistemului, urmărind algoritmul prezentat.

5.3.2. Studii de caz referitoare la folosirea agenţilor în cadrul sistemului cooperativ Printre contribuţiile personale se pot enumera:

1. Prezentarea unui studiu de caz referitor la colaborarea între agenţi şi ierarhizarea lor în cadrul sistemului. Ca exemplificare: colaborarea între agenţi din cadrul a trei departamente: CAD, CAM şi CAE. Astfel am considerat că într-un sistem complex de cooperare este necesară centralizarea tuturor datelor şi activităţilor atât pe categorii principale (pe departamente de exemplu), cât şi pe subcategorii. Ca exemplu:

• categorie principala: Departament CAD

• Subcategorie 1: Activităţi legate de ansamblul 1

• Subcategorie 2: Activităţi efectuate pentru realizarea, modificarea part1 (ce face parte din ansamblul1): ex. Modificări dimensionale, modificări geometrice etc.

Pe fiecare subcategorie şi categorie principală trebuie să existe un agent care să gestioneze aceste activităţi, agent ce va primi aceste informaţii din subsistemul de agenţi local, le va stoca, sorta şi va raporta mai departe pe cale ierarhică până la agentul ce gestionează categoria principală.

2. Am prezentat metode de control a versiunilor soft-urilor existente în cadrul sistemelor cooperative, alegerea sistemelor de operare şi alegerea aplicaţiei de gestiune a bazei de date.

În cadrul un sistem de cooperare multidisciplinar în care sunt prezente mai multe soft-uri trebuie să existe mai mulţi agenţi care să le gestioneze. Această gestiune a soft-urilor este necesară deoarece la schimbul de fişiere între diverse echipe ce folosesc soft-uri diferite pot apărea erori, pierderi de date fapt ce va duce la creşterea costurilor şi întârzieri în atingerea obiectivului stabilit. De asemenea, unul din aceşti agenţi trebuie să vegheze şi asupra versiunilor ale aceluiaşi soft deoarece şi aici pot apare diverse probleme de transfer între versiuni.

3. Prezentarea unui studiu de caz bazat pe agenţi referitor la sistemul de securitate şi control. Am identificat cerinţele unui sistem de securitate din cadrul unui sistem cooperativ, sistem gestionat cu ajutorul tehnologiei orientate agent şi am prezentat modul în care agenţii pot accesa baza de date structurată pe nivele de securitate. Pentru acest studiu de caz am descris agenţii implicaţi şi am detaliat principalele câmpuri ce se regăsesc în protocolul de comunicare. De asemenea, am prezentat arhitectura unui sistem de securitate şi control


177

adaptat unui sistem de cooperare bazat pe agenţi şi am identificat principalele probleme de securitate ce pot să apară în sistem.

4. Prezentarea unui posibil sistem de distribuţie a produselor şi administrarea acestuia prin tehnologia orientată agent. Pentru gestionarea tuturor funcţiilor şi a datelor este necesară prezenţa unui agent de planificare a distribuţiei pentru fiecare produs în parte. Acesta va ţine cont de tipul de produs ce trebuie transportat pentru alegerea maşinii potrivite, disponibilitatea acestei maşini, starea ei etc. Am prezentat arhitectura unui agent de distribuţie luând în considerare: tipul produsului, destinaţie, alegerea variantei de transport potrivită etc.

Agentul poate clasifica diversele variante din care se poate opta acordând calificative astfel:

• calificativ 1 pentru variantă foarte bună;

• calificativ 2 pentru variantă bună;

• calificativ 3 pentru variantă proastă;

• calificativ 4 pentru variantă impracticabilă.

De asemenea, am stabilit un algoritm de alegerii a rutei cea mai favorabilă ţinând cont de toate elementele prezentate anterior. Pentru studiul de caz am descris agenţii implicaţi şi am detaliat principalele câmpuri ce se regăsesc în protocolul de comunicare folosit de către agenţii din sistem.

5. Studiu de caz privind negocierea şi achiziţionarea unui material necesar unei maşini din cadrul departamentului de fabricaţie folosind tehnologia orientată agent. Am detaliat principalii agenţi implicaţi şi comenzile folosite de aceştia pentru transmiterea mesajelor. În acest studiu de caz, majoritatea agenţilor din sistem sunt agenţi mobili ce migrează în alte sisteme pentru a aduna informaţiile necesare generării unui raport sau pentru a alegerea mai bună soluţie din variantele culese.

6. Studiu de caz privind colaborarea agenţilor ce gestionează activitatea maşinilor din departamentul de fabricaţie: prezentarea unui agent ce gestionează activitatea unei maşini, ierarhizarea agenţilor şi modalităţi de comunicare între agentul supervizor ca agent de influenţă în sistem şi ceilalţi agenţi. Pe baza arhitecturii de sistem propusă au fost definiţi agenţii ce vor gestiona activitatea maşinilor din cadrul departamentului, au fost definite tipurile de comenzi folosite de către agenţii de influenţă din sistem, a fost descris câmpul „information” etc.

5.4. Studiu privind folosirea sistemelor cooperative pentru

susţinerea întregului ciclul de viaţă al produsului

Implementarea sistemelor de tip PLM în cadrul sistemelor cooperative devine o cerinţă esenţială pentru proiectarea, dezvoltarea şi fabricarea de noi produse în condiţii optime şi conform cerinţelor pieţei. Am prezentat un model de colaborare în cadrul PLM şi am identificat principalele cerinţele pentru implementarea PLM.


178

Am realizat un studiu de caz comparativ privind ciclul de viaţă al produsului. În prima variantă am folosit reprezentarea clasică a ciclului de viaţă iar în cea de-a doua variantă am prezentat ciclul de viaţă al produsului folosind PLM prin scoaterea în evidenţă a elementelor principale ce contribuie la modificarea ciclului de viaţă al produsului, cel mai important element fiind inovarea continuă, care trebuie să fie prezentă în toate etapele ciclului de viaţă.

Ca o contribuţie personală se poate menţiona soluţia optimă pentru dizolvarea unei întreprinderi virtuale care să nu afecteze ciclul de viaţă al produsului. Ciclul de viaţă al întreprinderii virtuale nu este neapărat acelaşi cu cel al produsului, de regulă ciclul de viaţă al produsului este mult mai lung, foarte important este găsirea unor soluţii pentru asigurarea mentenanţei produsului, service şi bineînţeles reciclarea acestuia după încetarea activităţii întreprinderii virtuale.

Dizolvarea unei întreprinderi virtuale, după cum o sugerează şi denumirea, nu este doar o activitate de încheiere a ciclului de viaţă a acesteia. În timpul ciclului de său de viaţă, mai multe activităţi sunt efectuate sub umbrela procesului de dizolvare. Procesul de dizolvare are rolul de a pregăti documente şi proceduri pentru a formaliza intrarea şi ieşirea din întreprinderea virtuală a partenerilor, pregătirea tuturor procedurilor de închidere şi, în acelaşi timp, de a asigura stocarea datelor privitoare la sarcinile pentru produsele terminate.

5.5. Algoritm de evaluare a impactului arhitecturii de fabricaţie

asupra ciclului de viaţă al produsului.

O contribuţie principală a lucrării este aceea a prezentării unui algoritm de evaluare a impactului arhitecturii de fabricaţie asupra ciclului de viaţă al produsului.

Pentru definirea acestui algoritm , iniţial am elaborat o metodologie de modelare şi simulare pentru proiectarea şi fabricarea unui produs. Prin această contribuţie personală adusă lucrării am prezentat toate etapele necesare modelării şi simulării sistemului, cea mai important fiind identificarea concentratorilor şi eliminarea acestora prin:

• remodelare funcţională, se poate schimba amplasarea anumitor maşini, ordinea anumitor operaţii, viteze ale anumitor benzi transportare sau timpi de realizare;

• remodelare tehnologică, prin aceasta toate datele sistemului sunt regândite: tipul maşinilor necesare, tipuri de scule, materiale etc. Se remodelează sistemul în nouă configuraţie şi are loc o nouă simulare a fluxului material din sistem.

Am realizat un studiu de caz prin care să fie prezentată metodologia de simulare multipolară a fluxului material din sistem pentru a optimiza activitatea dintre parteneri şi a se realiza o creştere a profitabilităţii. În studiul de caz prezentat se regăsesc trei parteneri organizaţi sub forma unei întreprinderi virtuale. Doi dintre ei reprezintă furnizorii de produse, iar al treilea reprezintă întreprinderea în care se va face asamblarea acestora în urma căreia va rezulta produsul final. Primele două sisteme sunt difuze iar cel de-al treilea este un sistem


179

concentrat, astfel am definit această simulare ca fiind o simulare finită mixtă. Am pornit dezvoltarea algoritmului prin descrierea şi detalierea activităţilor din sistem folosind metoda SADT.

Pentru validarea algoritmului prezentat am folosit soft-ul specializat Witness în care am modelat respectivele sisteme, le-am parametrizat şi apoi le-am simulat. Scopul simulării iniţiale a fost acela de a identifica concentratorii de flux din sistem şi a realiza eliminarea lor. Pentru aceasta am folosit metoda remodelării funcţionale. În urma acestei modelări, concentratorii au fost eliminaţi şi a rezultat o creştere a productivităţii sistemelor.

Având o arhitectură distribuită am considerat că ieşirile din SFF1 şi SFF2 reprezintă în fapt intrări ale sistemului SFF3.

De asemenea, am folosit şi conceptul de simulare multipolară inversă, conceptul presupune pornirea direct de la cerinţe şi de la rezultatele ce doresc să fie obţinute, în cazul nostru de la cerinţele sistemului SFF3, şi apoi către celelalte două sisteme, făcând abstracţie de costul necesar pentru îndeplinirea obiectivului stabilit.

Pentru a optimiza arhitectura unui flux de materiale obişnuit din cadrul unei întreprinderi virtuale nu este de ajuns o simulare. Acesta este motivul pentru care am propus o noua soluţie, simularea multipolară distribuită, capabilă să evalueze performantele unei ÎV ca un sistem integrat, bazat pe modelul realizat folosind un algoritm SADT. Concentratorul de flux care rezultă din simularea multipolara poate să fie oricare dintre concentratorii de simulările izolate dar poate fi de asemenea şi unul total diferit. Una dintre cauzele principale ale acestei particularităţi este diferenţa dintre algoritmii pentru simulări izolate difuze.

Pe baza algoritmului am realizat un studiu de caz privind simularea multipolară distribuită bazată pe tehnologia orientată agent.

CONTRIBUŢII PRIVIND REALIZAREA UNUI SISTEM COOPERATIV DE DEZVOLTARE A PRODUSELOR INDUSTRIALE PE BAZA TEHNICILOR CAD-CAM-CAE

180

Cap. 6. CONCLUZII FINALE ŞI DIRECŢII DE DEZVOLTARE

6.1. Concluzii finale

Dezvoltarea sistemelor cooperative ca suport al colaborării în cadrul unei organizaţii de tip întreprindere virtuală a devenit o cerinţă de bază. Problema principală rămâne aceea a implementării sistemului, o astfel de abordare fiind prezentată în teza de faţă în cadrul căreia soluţia aleasă este utilizarea tehnologiei orientată agent.

Tendinţele actuale sunt de a include un sistem suport pentru susţinerea întregului ciclu de viaţă al produsului, începând cu analiza de piaţă, perceperea cerinţelor potenţialilor clienţi şi încheind cu retragerea produsului din uz. O astfel de soluţie o reprezintă implementarea unui sistem de tip PLM.

Un element important îl constituie proiectarea sistemului cooperativ, atunci când trebuie studiate toate componentele necesare funcţionării sistemului, luând în considerare atât resursa umană cât şi posibilităţile tehnice şi tehnologice ale fiecărui partener.

De asemenea, trebuie implementate diverse metode, tehnici şi tehnologii de realizare a produsului pentru a reuşi aducerea lui pe piaţă în cel mai scurt timp posibil, să satisfacă cerinţelor clientului şi mai ales cu un cost minim. Într-un astfel de sistem a devenit indispensabilă existenţa unor departamente cum ar fi: cel de proiectare asistată, de fabricaţie asistată şi CAE. Astfel produsul este proiectat, verificat şi se găsesc soluţii de fabricare într-un timp foarte scurt şi cu resurse minime. De asemenea, simularea fluxului material din sistem a devenit o cerinţă pentru a obţine o optimizare a acestuia.

O problemă ce rămâne de rezolvat pe viitor este aceea a transferului de date între diverse soluţii software, în momentul de faţă fişierele neutre de transfer nefiind suficient de eficiente, apărând erori şi pierderi de informaţie.

Utilizând tehnologia orientată agent se realizează o mai bună comunicare între parteneri, intervenţia umană se reduce, rolul acesteia fiind aceea de a supraveghea, a lua decizii şi de a interveni doar când este strict necesar.

Interfaţa cu utilizatorul a unui sistem cooperativ de dezvoltare a produselor industriale trebuie să conţină obligatoriu:

• „browser”, prin care utilizatorul poate accesa anumite adrese intranet sau internet;

• accesul la diverse aplicaţii de tip „groupware”; • vizualizarea partenerului de discuţii prin aplicaţii de tip video conferinţă,

posibilitatea de a controla calitatea audio şi video a transmisiei;


181

• vizualizarea în permanenţă a listei de utilizatori conectaţi în cadrul sistemului;

• posibilitatea de a comunica în scris cu aceştia (sistem de tip chat); • lista de aplicaţii disponibile pe care le poate folosi în comun cu alţi utilizatori; • posibilitatea de a vizualiza şi efectua în timp real schimbări din cadrul

proiectului.

Figura 6.1. – Exemplu de portal colaborativ

6.2. Direcţii de dezvoltare

IERI

AZI

MAINE

MEDIUCOLABORATIV

MEDIUCOLABORATIV

DISTRIBUIT

MEDIUCOLABORATIV

AVANSATDISTRIBUIT

Integrareacompleta a

tuturoraplicatiilor si

instrumentelor

Abilitatea decomunicare intreachipe distribuite

geografic (sincron,asincron)

Abilitatea de acomunica cu

membrii echipei

Figura 6.2. – Direcţii de dezvoltare a sistemelor cooperative


182

Sistemele cooperative sunt într-o evoluţie continuă, de la mediul clasic de colaborare între membrii unei echipe de lucru din cadrul unei organizaţii s-a ajuns în ziua de astăzi la un mediu colaborativ distribuit ce permite cooperarea între mai multe echipe dispersate geografic atât în mod asincron cât şi în timp real. Tendinţa actuală este aceea de a dezvolta un mediu colaborativ avansat distribuit care să susţină colaborarea prin integrarea completă a tuturor aplicaţiilor şi instrumentelor.

Principalele direcţii de dezvoltare propuse sunt:

• implementarea conceptului PLM în cadrul unui sistem cooperativ; • evaluarea capabilităţii resurselor umane în culturi organizaţionale specifice

întreprinderilor virtuale; • integrarea tuturor aplicaţiilor şi instrumentelor într-un sistem colaborativ

avansat distribuit; • utilizarea sistemelor holonice în proiectarea şi dezvoltarea sistemelor

cooperative; • dezvoltarea unei interfeţe grafice cu utilizatorul specifică unui sistem

cooperativ; • testarea algoritmului de evaluare a impactului arhitecturii de fabricaţie

asupra ciclului de viaţă al produsului în cazul în care în simulare sunt introduse legi de distribuţie în locul timpilor medii;

• testarea algoritmului de evaluare a impactului arhitecturii de fabricaţie asupra ciclului de viaţă al produsului utilizând simularea finită (în care toate sistemele sunt difuze sau toate sunt concentrate) şi simularea infinită (în care toate sistemele sunt difuze sau toate sunt concentrate).


183

BIBLIOGRAFIE

Lucrări de referinţă în domeniu:

[1] Bill Gascoigne - PDM: The Essential Technology for Concurrent Engineering World Class Design to Manufacture, ISSN 1352-3074, Vol.2 , pg.38 – 42, 1995

[2] Brustoloni, Jose C. - Autonomous Agents: Characterization and Requirements, Technical Report CMU--CS--91--204, School of Computer Science, Carnegie-Mellon University, Pittsburgh, PA, 1991

[3] Caglayan A., Harrison, C. - Agent Sourcebook: Commercial Agent Software, Wiley Computer Publishing, ISBN 0471153273, 1997

[4]

Camarinha-Matos L.M., Carelli R., Pellicer J., Martín M., - Towards the virtual enterprise in food industry, Proceedings of the ISIP'97 OE/IFIP/IEEE International. Conference on Integrated and Sustainable Industrial Production, Chapman & Hall, ISBN 0 412 79950 2, Lisboa, Portugal, 14-16 May, 1997

[5] Carl Gutwin and Saul Greenberg - The Importance of Awareness for Team Cognition in Distributed Collaboration .Team Cognition: Understanding the Factors that Drive Process and Performance, APA Press, pg. 177-201, Washington, 2004

[6]

Coteţ C.E., Abaza B.F., Căruţaşu N.L. – Multipolar distributed simulation for concentrate and difussed FMS, Proceedings of the International Conference on Manufacturing Systems ICMaS 2004, 2004, p. 647-650, Editura Academiei Romane, ISBN 973-27-1102-7

[7] Cristina Mohora, Costel Emil Coteţ, Gabriela Pătraşcu – Simularea sistemelor de producţie – Simularea proceselor, fluxurilor materiale si informaţionale, Editura Academiei Romane, ISBN 973-8130-69-7, Bucuresti, 2001

[8] Cristina V. Niculescu – Sinergia de competenţe prin Internet, o viziune holistă, Academia Romana, 2001

[9] David Burdick - Collaborative Visions, http://www.collaborativevisions.com/

[10] Drăgoi G., Guran M. – Collaborative engineering, a tool for the Virtual Enterprise based on a open information model, The Romanian Review Precision Mechanics, Optics & Mechatronics, pg. 17-20, ISSN 1220-6830, 2001

[11] Drăgoi George– Întreprinderea integrată: metode, modele, tehnici şi instrumente de dezvoltare şi realizare a produselor, Editura Politehnica Press, ISBN 973-8449-25-1, Bucureşti, 2003

[12] Dumitrescu D. - Principiile inteligenţei artificiale, Ed. Albastră, Cluj-Napoca, 1999

[13] Franklin, Stan - Artificial Minds, MIT Press, ISBN 0-262-06178-3, Cambridge, MA, 1995

[14] Georgeff, M.P., Lansky, A.L. - Reactive Reasoning and Planning, In Proceedings of the Sixth National Conference on Artificial Intelligence,MIT Press, 1987

[15] Goutam Satapathy, Jun Lang, Renato Levy - Application of agent building tools in factory scheduling and control systems, Proceedings of SPIE, Network Intelligence:


184

Internet-based Manufacturing, Ed. Nina. M. Berry, Vol. 4208, pg 42-53, 2000

[16] Guran Marius - Sisteme informaţionale. Curs Master: Managementul şi Ingineria Întreprinderiolor Industriale Virtuale, Facultatea I.M.S.T. din cadrul Universităţii. Politehnica Bucureşti, anul univ. 2003/2004

[17] Hayes-Roth B. - An Architecture for Adaptive Intelligent Systems, Artificial Intelligence: Special Issue on Agents and Interactivity, 1995

[18] http://activist.gpl.ibm.com:81/WhitePaper/ptc2.htm - IBM (1995), “Intelligent agent strategy2, White Paper

[19] http://logic.stanford.edu/kif/dpans.html[20] http://www.autodesk.com[21] http://www.c3.lanl.gov/~rocha/psl/agent_review.pdf[22] http://www.cadreport.ro/cadrep98.02/053.htm[23] http://www.chip.ro/revista/[24] http://www.crystaliz.com/logicware/mubot.html[25] http://www.cs.umbc.edu/kqml/[26] http://www.delcam.ro[27] http://www.openmind.de/

[28] Ian Dabney - Mastering the misunderstandings that threaten project deadlines, CoCreate, 2005

[29] Jeffrey S. Rosenschein - Negotiation in State-Oriented Domains with Incomplete Information over Goals, The Sixteenth European Conference on Artificial Intelligence, Spain, 2004

[30] Jim Farley - Java™ Distributed Computing, O'Reilly Media, ISBN 1-56592-206-9, Sebastopol, USA, 1998

[31] John Alpine - Best practices for project team collaboration,CoCreate, 2004

[32] Jonathan Grudin - CSCW: History and Focus, IEEE Computer Society Press, vol.27, pg.19-26, 1994

[33] Jordan Cocs - Incorporating Product Lifecycle Management in Mechanical Engineering Curricula, 2003

[34] Keil F. C. - Concepts, Kinds, and Cognitive Development, MIT Press, Cambridge, MA, 1989

[35] Lee, K. - Principles of CAD/CAM/CAE Systems, Addison Wesley Longman Publishers, USA, 1999

[36] Logan B. - Classifying Agent Systems, In Proc. of the AAAI-98 Workshop on Software Tools for Developing Agents, Wisconsin, USA, 1998

[37] Maes P. - Artificial Life Meets Entertainment: Life like Autonomous Agents, Communications of the ACM, pg.108-114,1995

[38] Malone, T. W. & Crowston, K. - The interdisciplinary study of coordination,ACM Press, pg.87-119, New York, USA, 1994

[39] Malone, T.W. & Crowston, K. - What is Coordination Theory and How Can It Help Design Cooperative Work Systems, Proceedings of the Conference on Computer-Supported Cooperative Work, pg. 357-370, Los Angeles, 1994

[40] Mark Julian Perry – Distributed cognition and computer supported collaborative design, 1998

http://activist.gpl.ibm.com:81/WhitePaper/ptc2.htm

http://logic.stanford.edu/kif/dpans.html

http://www.c3.lanl.gov/%7Erocha/psl/agent_review.pdf

http://www.cadreport.ro/cadrep98.02/053.htm

http://www.chip.ro/revista/

http://www.crystaliz.com/logicware/mubot.html

http://www.cs.umbc.edu/kqml/

http://www.delcam.ro/

http://www.openmind.de/


185

[41] Mircea Mirescu - Sistemele de lucru pentru cooperare asistata; de calculator, o noua dimensiune pentru colaborarea stiintifica si conlucrarea în cadrul unitatilor organizationale

[42] Moukas A., Guttman, R., Maes P. - Agent-mediated Electronic Commerce: An MIT Media Laboratory Perspective, International Journal of Electronic Commerce, vol.4, pg.5-21, ISSN1086-4415, USA, 2000

[43] Nwana, H. S. - Software Agents: An Overview. Intelligent Systems Research, BT Laboratories, Ipswich, U. K., 1996

[44] Paul Larson & Jeff Fischer - A Short Intro to Business-to-Business E-Commerce, 2002

[45] Philip Sargent - The Product Data Management (PDM) and Related Software Markets,1997, http://home.klebos.net/philip.sargent/design/pdm-market.html

[46] Pires L.C.M., Carvalho J., Moreira, N. – The role of bill materials and movements (BOMM) in virtual enterprises environment, International journal of production research (IFPR), 2006, ISSN 0020-7543

[47] Robert M. Mattison – Understanding Product Data Management Systems, ISBN-13 978-0070499997, 1997

[48] Russell S. J., Stuart, J., Norvig, P. - Artificial Intelligence: A Modern Approach, Englewood Cliffs, NJ, Prentice Hall, 1995

[49] Smith, D. C., Cypher, A.and Spohrer, J. - KidSim: Programming Agents Without a Programming Language, Communications of the ACM, 1994

[50] Sobah Abbas Petersen - Using Agents to Support the Formation of Virtual Enterpise Teams, 2002

[51] Talab D. - Bazele CAD, Editura Universităţii Transilvania, 2000

[52] Terveen, L.G. - An Overview of Human-Computer Collaboration ,Knowledge-based Systems, ISSN 0950-7051, 1995

[53] Wanda Orlikowski, JoAnne Yates - Structuring Interaction through Communicative Norms, Journal of Business Communication, pg. 13-35, 2002

[54] Weiss G., Sen S. - Adaptation and Learning in Multiagent Systems. Springer Verlag, Berlin, 1996

[55] Weiss G. - Multiagent Systems – A Modern Approach to Distributed Artificial Intelligence, The MIT Press, ISBN 0-26223-203-6, Cambridge, Massachusetts, 2000

[56] White J. E. - Mobile Agents, Menlo Park, CA, AAAI Press, MIT Press, 1996 [57] Wooldrige M. - An Introduction to MultiAgent Systems, John Wiley&Sons, 2002 [58] www.adacomputers.ro[59] www.ai.mit.edu/people/sodabot/slideshow/total/ P001.html[60] www.cadreport.ro/cadrep96.03/03.htm[61] www.cadreport.ro/cadrep97.01/[62] www.cadreport.ro/cadrep97.01/078.htm[63] www.cadreport.ro/cadrep98.02/051.htm[64] www.cadreport.ro/cadrep98.04/033.htm[65] www.campusprogram.com[66] www.cimmetry.com[67] www.cosyninc.com[68] www.crcnet.ro/designspace6.html[69] www.cs.tcd.ie

http://www.adacomputers.ro/


http://www.cadreport.ro/cadrep97.01/




http://www.campusprogram.com/

http://www.cimmetry.com/

http://www.cosyninc.com/

http://www.crcnet.ro/designspace6.html

http://www.cs.tcd.ie/


186

[70] www.cybernetics.ro[71] www.adina.com[72] www.hoise.com[73] www.pdmic.com[74] www.plm3ds.com[75] www.premieritservices.com[76] www.productcenter.com[77] www.solutions.intergraph.com[78] www.usabilityfirst.com

Articole, cărţi şi brevete realizate de autor:

[79] Ciobanu, L.F., Constantinescu, C.C., Popa L.C., Catalog Editor in CATIA V5R8, International Conference on Economic Engineering and Manufacturing Systems, Brasov, Octombrie 2003

[80] Popescu, D., Popa, L.C., Ciobanu, L.F., Grigoroiu, G.E., Constantinescu C.C., Indrumar CAD CATIA V5R8, Editura AIUS, Craiova 2004

[81] Mai 2004 - Medalia de aur la Expoziţia Internatională de Invenţii GENIUS-EUROPE, BUDAPESTA cu invenţia Mecanism diferenţial pentru antrenarea utilajelor rotative

[82]

Popa C.L., Bucur (Constantinescu) C. C., Ciobanu L.F. - Using CAD/CAM/CAE Cooperative Systems in Pump Cover Design & Manufacturing - IC-SCCE-1st International Conference „From Scientific Computing to Computational Engineering”-Proceedings Volume III, 2004, pp. 1343-1349, Patras University Press, ISBN 960-530-071-07

[83]

Ciobanu L.F., Popa C.L., Bucur (Constantinescu) C. C. - Simulation in validating manufacturing systems remodeling for virtual enterprise environement integration - IC-SCCE-1st International Conference „From Scientific Computing to Computational Engineering”-Proceedings Volume III, 2004, pp. 1108-1113, Patras University Press, Demos T. Tsahalis, ISBN 960-530-071-0

[84]

Bucur (Constantinescu) C. C., Ciobanu L.F., Popa C.L. - Study about the manufacturing integration in the design phase using several CAD-CAM integration systems software - IC-SCCE-1st International Conference „From Scientific Computing to Computational Engineering”-Proceedings Volume III, 2004, pp. 1195-1202, Patras University Press, ISBN 960-530-071-0

[85]

Hadăr, A., Ciobanu, L. F., Popa, C. L., Bucur (Constantinescu), C. C. - Replacing Differential Rolls with Full Rolls in Revolving Equipments Driving Mechanism - Proceedings of the International Conference on Manufacturing Systems ICMaS 2004, 2004, p. 179-182, Editura Academiei Romane, ISBN 973-27-1102-7

[86]

Hadăr, A., Ciobanu, L. F., Bucur (Constantinescu), C. C., Popa, C. L - Alternative Movable System for Turning Shafts in Heavy Industry - Proceedings of the International Conference on Manufacturing Systems ICMaS 2004, 2004, p. 109-112, Editura Academiei Romane, ISBN 973-27-1102-7

http://www.cybernetics.ro/

http://www.hoise.com/

http://www.pdmic.com/

http://www.plm3ds.com/

http://www.premieritservices.com/

http://www.productcenter.com/

http://www.solutions.intergraph.com/

http://www.usabilityfirst.com/


187

[87] Popa C.L., Bucur C. C. - Data Transfer Between CAD-CAM-CAE Cooperative Systems - Proceedings of the 7th Conference on Management of Innovative Technologies (MIT’2004), 2004, pp. 11-14, AIUS, Craiova, ISBN 973-700- 028- 5

[88]

Ciobanu L.F., Popa C.L. - Simulation and CAD/CAM/CAE cooperative systems integration in virtual environments - Proceedings of the 7th Conference on Management of Innovative Technologies (MIT’2004), 2004, pp. 15-18, AIUS, Craiova, ISBN 973-700- 028- 5

[89]

Cotet, C.E., Drăgoi, G., Abaza, B.F., Popa, C.L. - A general simulation algoritm for concentrate and difussed FMS - Proceedings of the 7th Conference on Management of Innovative Technologies (MIT’2004), 2004, pp. 99-102, AIUS, Craiova, ISBN 973-700- 028- 5

[90]

Hadăr, A., Ciobanu, L. F., Popa, C. L., Bucur (Constantinescu), C. C. - Differential Gear Train for Revolving Equipments Driving with Sustaining Rolls - Proceedings of the 15th International DAAAM Symposium, “Intelligent Manufacturing & Automation: Focus on Reconstruction and Development” (DAAAM 2004), 2004, pp. 149-150, DAAAM International Vienna 2004, ISBN 3-901509-42- 9

[91]

Hadăr, A., Ciobanu, L. F., Bucur (Constantinescu), C. C., Popa, C. L. - Manufacturing System for Big Shafts Cutting in Heavy Industry - Proceedings of the 15th International DAAAM Symposium, “Intelligent Manufacturing & Automation: Focus on Reconstruction and Development” (DAAAM 2004), 2004, pp. 147-148, DAAAM International Vienna 2004, ISBN 3-901509-42- 9

[92]

Popa C.L., Ciobanu L.F., Bucur C. C., Parpala R.C. - Using multi-agent systems technology in distributed systems implementation - Proceedings of the 8th Conference on Management of Innovative Technologies (MIT’2005), 2005, pp. 259-262, TAVO Slovene Society for Abrasive Water Jet Technology, Slovenia, LAT Laboratory for Alternative Technologies – University of Ljubljana, Slovenia, ISBN 961-6238-96-5

[93]

Ciobanu L.F., Popa C.L., Parpala R.C., Bucur C. C. - Internet/Intranet/Extranet Portals for products designing, manufacturing and service - Proceedings of the 8th Conference on Management of Innovative Technologies (MIT’2005), 2005, pp. 77-80, TAVO Slovene Society for Abrasive Water Jet Technology, Slovenia, LAT Laboratory for Alternative Technologies – University of Ljubljana, Slovenia, ISBN 961-6238-96-5

[94]

Bucur C. C., Parpala R.C., Popa C.L., Ciobanu L.F. - SADT Modelling for Data Transfer using the STEP Format - Proceedings of the 8th Conference on Management of Innovative Technologies (MIT’2005), 2005, pp. 193-197, TAVO Slovene Society for Abrasive Water Jet Technology, Slovenia, LAT Laboratory for Alternative Technologies – University of Ljubljana, Slovenia, ISBN 961-6238-96-5

[95]

Parpala R.C., Bucur C. C., Ciobanu L.F., Popa C.L. - Automatic generation of part and assemblies in CATIA V5 using Visual Basic - Proceedings of the 8th Conference on Management of Innovative Technologies (MIT’2005), 2005, pp. 183-186, TAVO Slovene Society for Abrasive Water Jet Technology, Slovenia, LAT Laboratory for Alternative Technologies – University of Ljubljana, Slovenia, ISBN 961-6238-96-5

[96] Popa C.L., Bucur C. C., Aurite T. - A multi-agent approach in the development of distributed systems - International Conference on Integrated Engineering C2I 2005,


188

2005, pp. 123-124, Editura Politehnica Timisoara 2005, ISBN 973-625-259- 0

[97]

Ciobanu L.F., Popa C.L., Aurite T. - Virtual manufacturing based on an Internet/Intranet/Extranet Portal - International Conference on Integrated Engineering C2I 2005, 2005, pp. 107-108, Editura Politehnica Timisoara 2005, ISBN 973-625-259- 0

[98]

Popa C.L. - An Agent Classification From the Environment Perspective - Annals of DAAAM for 2005 & Proceedings of The 16th INTERNATIONAL DAAAM SYMPOSIUM “Intelligent Manufacturing & Automation: Focus on Young Researchers and Scientists” (DAAAM 2005), pag. 309-310, ISSN 1726-9679, ISBN 3-901509-46-1

[99]

Popa C.L., Hadăr, A., - A cooperative system design based on agent technology - Annals of DAAAM for 2006 & Proceedings of The 17th INTERNATIONAL DAAAM SYMPOSIUM “Intelligent Manufacturing & Automation: Focus on Mechatronics and Robotics” (DAAAM 2006), pag. 311-312, ISSN 1726-9679, ISBN 3-901509-57-7

[100] Ciobanu, L. F., Parpala, R. C., Popa, C. L. - Integrating Supply Chain Management In Virtual Enterprises, Proceedings of the 15th International Conference on Manufacturing Systems – ICMaS, Bucuresti, Romania, October 2006

[101]

Ciobanu, L.F., Popa, C.L. - Remodeling and validation by simulation of manufacturing systems architecture for the integration in virtual enterprise platforms, Annals of the Oradea University – Fascicle of Management and Technological Engineering, volume VI, Oradea, 2007, pag. 1610-1613, ISSN 1583-0691

[102] Ciobanu, L.F., Popa. C.L. - Product life cycle management in virtual environment, Academic Journal of Manufacturing Engineering, Volume 5, number 2/2007, Editura Politehnica, ISSN 1583-7904

[103]

Parpală, L.F., Popa, C.L., Căruţaşu, G. – Using CAD – CAM – CAE techniques and alternative technologies in virtual enterprises, Proceedings of the 9th Conference on Management of Innovative Technologies (MIT’2007), Fiesa, Slovenia, 2007, pag.171-176, ISBN 978-961-6536-19-6

[104] Căruţaşu, G., Drăghici, A., Parpală, L.F., Popa, C.L. – How to get a five star partner, Proceedings of the 9th Conference on Management of Innovative Technologies (MIT’2007), Fiesa, Slovenia, 2007, pag. 91-96, ISBN 978-961-6536-19-6

[105]

Parpală, L.F., Popa, C.L., - Comparative analysis of main process and material flow modeling/simulation softwares used in virtual environment , Annals of DAAAM for 2007 & Proceedings of The 18th International DAAAM SYMPOSIUM, „Intelligent Manufacturing & Automation: Focus on Creativity, Responsibility and Ethics of Engineers”, Zadar, Croaţia, 2007, pag.534-544, ISSN 1726-9679

[106]

Popa, C.L., Parpală, L.F., Aurite, T. – Algorithm for problems rezolving in distributed system using agent technology, Annals of DAAAM for 2007 & Proceedings of The 18th International DAAAM SYMPOSIUM, „Intelligent Manufacturing & Automation: Focus on Creativity, Responsibility and Ethics of Engineers”, Zadar, Croaţia, 2007, pag.575-576, ISSN 1726-9679


189

LISTĂ DE FIGURI

Fig. 2.1. - Exemplu de utilizare a tablei de lucru comune .......................................................12

Fig.2.2. – Interfaţa sistemului AutoVue SolidModel Professional ...........................................21

Fig.2.3. – Exemplu de utilizare a sistemului AutoVue SolidModel Professional.....................21

Fig.2.4. – Tipuri de relaţii ........................................................................................................25

Fig. 2.5. - Fluxul informaţional în PDM [11] ..........................................................................28

Fig. 2.6. – Arhitectura funcţionala a unui ERP........................................................................30

Fig. 2.7. - Funcţiile contabile ale unui E.R.P...........................................................................31

Fig. 2.8. – Sistemul PLM ..........................................................................................................34

Fig. 2.9.– Corp de pompă modelat în CATIA V5 .....................................................................37

Fig. 2.10. - Structura unui model geometric ............................................................................38

Fig. 2.11. – Simulare de fabricare a corpului de pompă în CATIA V5....................................40

Fig. 2.12. – Analiza cu metoda element finit în CATIA V5 ......................................................41

Fig. 3.1. - Inteligenţa artificială distribuită .............................................................................68

Fig. 3.2. – Arhitectura unui agent ............................................................................................70

Fig. 3.3. – Taxonomia generală a agenţilor.............................................................................71

Fig. 3.4. – Clasificarea lui Nwana ...........................................................................................72

Fig. 3.5. – Diferite abordări în realizare sistemelor distribuite...............................................77

Fig. 3.6. – Exemplu de migrare a unui agent mobil.................................................................78

Fig. 3.7. – Reprezentarea agentului în funcţie de mediul în care acţionează ..........................79

Fig. 3.8. – Decizia privind realizarea unei activităţi ...............................................................83

Fig. 3.9. – Algoritm pentru îndeplinirea obiectivelor agenţilor [98] ......................................85

Fig. 3.10. – Cooperarea agenţilor în cadrul SMA ...................................................................88

Fig. 3.11. – Arhitectura SMA ...................................................................................................88

Fig. 3.12. – Infrastructura SMA ...............................................................................................89

Fig. 3.13. – Comunicare folosind TELL şi ASK .......................................................................93

Fig. 3.14. – Comunicare folosind limbaje formale ..................................................................93

Fig. 3.15. – Arhitectura unei aplicaţii bazată pe agenţi ..........................................................98

Fig. 3.16. – Negocierea între agenţi.......................................................................................100


190

Fig. 4.1. – Schimbul de informaţie dintre parteneri în cadrul sistemului 104

Fig. 4.2. – Colaborare în aceeaşi locaţie ...............................................................................105

Fig. 4.3. – Colaborare din locaţii diferite ..............................................................................105

Fig. 4.4. – Proiectarea sistemului cooperativ [99] ................................................................106

Fig. 4.5. - Întrebări esenţiale puse de fiecare organizaţie înainte de intrarea într-o

organizaţie virtuală ................................................................................................................107

Fig. 4.6. – Selectarea echipei şi a partenerilor ......................................................................108

Fig. 4.7. – Apariţia ideii de produs ........................................................................................109

Fig. 4.8. – Tipuri de relaţii ale departamentului de marketing..............................................109

Fig. 4.9. – Realizarea produsului pe baza tehnicilor CAD-CAM-CAE .................................110

Fig. 4.10.a. – Algoritm de rezolvare a problemei ..................................................................116

Fig. 4.10.b. - Algoritm de rezolvare a problemei ...................................................................117

Fig. 4.11. – Controlul versiunii soft-urilor.............................................................................122

Fig. 4.12. – Alegerea sistemului de operare ..........................................................................122

Fig. 4.13. – Alegerea aplicaţiei de gestiune a bazei de date..................................................123

Fig. 4.14. – Exemplu de ierarhizare a agenţilor ....................................................................125

Fig. 4.15. – Ierarhizarea agenţilor pentru studiul de caz 3 ...................................................125

Fig. 4.16. – Accesul la baza de date organizata pe nivele de securitate................................126

Fig. 4.17. – Sistem de securitate şi control ............................................................................128

Fig. 4.18. – Departamentul de distribuţie parte a ÎV sau partener al acesteia .....................130

Fig. 4.19. – Agentul de distribuţie ..........................................................................................130

Fig. 4.20 – Stabilirea rutei optime de către agentul de distribuţie ........................................131

Fig. 4.21 – Agentul ce gestionează activitatea unei maşini din departamentul de fabricaţie135

Fig. 4.22. – Agentul supervizor al sistemului .........................................................................136

Fig. 4.23 – Sistemul supus studiului .......................................................................................137

Fig. 4.24. – Colaborarea în cadrul PLM ...............................................................................142

Fig. 4.25. – Reprezentare clasică a ciclului de viaţă al produsului.......................................143

Fig .4.26. – Ciclul de viaţă al produsului folosind PLM........................................................143

Fig. 4.27 – Planificarea dizolvării Întreprinderii Virtuale ....................................................145

Fig.4.28. - Componentele tehnologice care contribuie la mediul IV. ....................................147

Fig. 4.29. - Metodologia de modelare şi simulare pentru proiectarea şi fabricarea unui

produs [87] .............................................................................................................................148

Fig. 4.30. – Arhitectura întreprinderii virtuale pentru studiul de caz prezentat....................149


191

Fig. 4.31. – Prima a algoritmului SADT ................................................................................150

Fig. 4.32. – A doua etapă a algoritmului SADT.....................................................................150

Fig. 4.33. – Modelarea în Witness a SFF1.............................................................................152



Fig. 4.36 – SFF1 în timpul simulării ......................................................................................154

Fig. 4.37. – Simularea SFF2 ..................................................................................................154

Fig. 4.38. – Raport privind activitatea maşinii M1_2 din cadrul SFF1 ................................155

Fig. 4.39. – Raport privind activitatea maşinii C1_2 din cadrul SFF1 .................................155

Fig. 4.40. – Raport al activităţii maşinii M1_4 din cadrul SFF1 ..........................................156

Fig. 4.41. – Raport privind activitatea maşinii M1_2 după remodelarea sistemului 1 .........156

Fig. 4.42. – Raport privind activitatea maşinii M1_4 după remodelarea sistemului 1 .........157

Fig. 4.43. – Introducerea parametrilor pentru conveiorul C2_1...........................................157

Fig. 4.44. – Raport privind activitatea maşinii M2_1 ............................................................158

Fig. 4.45. – Raport privind activitatea conveiorului C2_1 ....................................................159

Fig. 4.46. – Raport privind activitatea maşinii M2_5 parte a SFF2......................................159

Fig. 4.47 – Raport privind activitatea operatorului în cadrul SFF2 .....................................160

Fig. 4.48. – Raport privind activitatea maşinii M2_1 după remodelarea SFF2....................161

Fig. 4.49. – Raport privind activitatea conveiorului C2_1 după remodelarea SFF2 ............161

Fig. 4.50. – Raport privind activitatea operatorului după remodelarea SFF2 .....................162


Fig. 4.52. – SFF3 în timpul simulării .....................................................................................163

Fig. 4.53. - Raport privind activitatea conveiorului C3_1 parte a SFF3...............................164

Fig. 4.54. – Raport privind activitatea conveiorului C3_2 parte a SFF3 ..............................164

Fig. 4.55. – Raport privind activitatea maşinii M3_1 parte a SFF3......................................165

Fig. 4.56. – Raport privind activitatea conveiorului C3_2 după remodelarea SFF3 ............166


Fig. 4.58. – Arhitectura unui posibil sistem cooperativ dezvoltat pe baza tehnologiei orientată

agent .......................................................................................................................................170

Figura 6.1. – Exemplu de portal colaborativ .........................................................................181

Figura 6.2. – Direcţii de dezvoltare a sistemelor cooperative ...............................................181


192

GLOSAR DE TERMENI ŞI ABREVIERI

A

ACL: Agent Communication Language ACM: Automatic Constraint Mapping ANSI: American National Standards Institute

Institutul naţional de standardizare american

B

B2A: Business-to-Administration B2B: Business-to-Business raporturi comerciale existente între firmă şi

furnizori în conceptul VE B2C: Bussiness to Customer raporturi comerciale existente între firmă şi

clienţi în conceptul VE B2E; Business-to-employees B2G: Business-to-Government raporturi legale şi fiscale existente între firmă-

furnizori în conceptul VE între firmă şi guvern B2X: business to exchange B-rep: boundary representation BS (British Standard) C

C2A: Customer-to- Administration C2B: customer-to-business C2C: customer-to-customer CADL: CADKEY Advanced Design Language

CAD: Computer Aided Design proiectarea asistată de calculator CAM: Computer Aided Manufacturing fabricaţia asistată de calculator CAE: Computer Aided Engineering Ingineria asistată de calculator CASE: Computer – Assisted Software Engineering

CATIA: Computer Aided Threedimensional Interactive Applications

CGR: Catia Graphical Representation CIM: Computer Integrated Manufacturing

producţia integrată asistată de calculator

CLIPS: C Language Integrated Production System

instrument software pentru realizarea sistemelor expert

CORBA: Common Object Request Brooker Adapter

tehnologie de aplicaţii client-server promovată de OMG

CNC: computer numerical control COOL: COOrdination Language CRM: Customer Relationship Management

managementul relaţiilor cu clienţii

CSF: Chrysler Standard Format


193

D

DARPA: Defense Advanced Research Project Agency

Agenţia de Cercetare Avansată în Apărare (SUA)

DCOM: Distributed Component Object Model

DP: data processing Digital engineering libraries librării digitale în domeniul ingineriei DPS: Distributed problem solving rezolvarea distribuită a problemelor DM: Data Management administrarea datelor DXF: Drawing Interchange Format DWG: drawing E

e-Commerce comerţ electronic E-mail Poştă electronică ERP: Enterprise Resource Planning planificarea resurselor întreprinderii ESPRIT: European Strategic Programs for Research and Development in Information Technology

F

FEA: FIPA: Foundation for Intelligent Physical Agents

FAQ: Frequently Asked Questions FST: Ford Standard Tape G

GPS: Geographical Positioning System sistem global de poziţionare Groupware tehnologie proiectată şi dezvoltată pentru a

facilita lucrul dintre diferite grupuri de persoane GUI: Graphic User interface interfaţă grafică cu utilizatorul H

HCI: Human – Computer Interaction Interacţiune (cooperare) om-calculator HSM: High Speed Machining HTML: Hypertext Markup Language HTTP: Hypertext Transfer Protocol HPGL: Hewlett Packard Graphic Language

I

IB: Intra Bussines relaţiile existente între unităţile organizaţionale elementare în interiorul firmei corespunzător conceptului VE

IGES: Initial Graphics Exchange Specification

IS: information systems sisteme informaţionale ISO : International Standards Organisation

Organizaţia Internaţională de Standardizare

IT – Information technology Tehnologia Informaţiei


194

IV întreprindere virtuală J

JVM (Java Virtual Machine K

KQML: Knowledge Query and Manipulation Language

KIF: Knowledge Interchange Format L

LAN: Local Area Network reţea locală M

MAF: Mobile Agent Facitity Specification

MAS: multi-agent systems sisteme multiagent MRP: Material Resource Planning MIS: Management Information Systems

planificarea resurselor materiale

MUCN: maşini-unelte cu comandă numerică

N

Newsgroup Grup de ştiri NURBS: non-uniform rational B-spline O

OA: Office Automation P

PC: Personal Computer PDM: Product Data Management managementul datelor de produs PLM: Product Lifecycle Management

managementul ciclului de viaţă al produsului

PM: Process Management administrarea proceselor R

RACE: Research and Development in Advance Communication Technology

RFP: Request For Proposal RFQ: request for quotation RPC: remote procedure call RDBMS: Relational Database Management System

Sistem de administrare a bazelor de date relaţionate

RMI: Remote Method Invocation S

SADT: Structured Analysis and Design Technique

SAP sisteme autonome de producţie SE: software engineering Soft dedicat aplicaţiilor inginereşti SFF Sisteme Flexibile de Fabricaţie SMA Sistem multiagent SQL: Structured Query Language STEP: Standard for the Exchange of Product data


195

STL: stereolithography CAD folosit în general pentru prototipare rapidă şi CAM

T

TCP/IP: Transmission Control Protocol/Internet Protocol

suită de protocoale de comunicaţie folosite pentru conectarea la diferite host-uri de pe Internet

U

UML: Unified Modeling Language Limbajul de Modelare Unificat URL: Uniform resource locator alocator uniform de resurse user utilizator V

VE: Virtual Enterprise întreprindere virtuală VDA:Verband der Automobilindustrie sistem german de management al calităţii pentru

industria auto W

Workflow system sistem de tip flux de lucru WWW: World Wide Web

Cicerone laurentiu popa teza doctorat

Documents

Transcript of Cicerone laurentiu popa teza doctorat