Informació general


  • Tipus d'assignatura: Optativa
  • Coordinador: Julián Horrillo Tello
  • Trimestre: 1
  • Crèdits: 4
  • Professorat:

Idiomes d'impartició


  • Català

El idioma d'impartició de la classe, per part del professor, és el català. L'alumne pot utilitzar el català, el castellà i l'anglès..

Les comunicacions directes entre alumne i professor poden ser en català, castellà i anglès.

En l'aprenentatge de les matèries de l'assignatura pot ser necessari treballar amb materials escrits en català, castellà i anglès.

De cara als exàmens, treballs, exercicis i altres proves s'ha de poder entendre i treballar amb materials escrits en català,castellà o anglès.

Descripció


Important: per a seguir amb profit aquesta assignatura cal tenir els coneixements corresponents a les assignatures: Automatització Industrial (3er curs) i Automatització i Control Industrial (2n curs)

L'extensió de l'ús dels sistemes SCADA (Adquisició, Registre, Control i Supervisió de Sistemes) i l'evolució tecnològica de les tecnologies de la informació (Ethernet, 3G/4G, CPUs més ràpides i potents i productes més econòmics) han afavorit l'interès en disposar de dades de la planta de producció en temps real per utilitzar-les en els sistemes de gestió de l'empresa i, en que l'automatització de la planta integri no tan sols aspectes de producció, sinó també de manteniment, logística, enginyeria i molt més. És a dir, hem passat de l'automatització de processos concrets de planta a l'empresa connectada. Hem passat d'automatitzacions locals a l'automatització integral.

Aquesta extensió de l'automatització demana a l'enginyer industrial coneixements més amplis. Ara els controladors no tan sols serveixen per al control de les màquines, sinó que estan interconnectats amb d'altres controladors i amb aplicacions de manteniment, planificació, i d'altres. Les dades de funcionament de cada màquina, línia o procés, es poden emmagatzemar per al seu tractament posterior amb algorismes d'intel·ligència artificial que permet millorar l'eficiència, el processos de treball i fins i tot crear nous models de negoci.

Ara cal que l'enginyer a més de saber programar un controlador sàpiga configurar unes comunicacions, que  a més de saber com funciona la màquina a controlar, ha de conèixer les característiques dels processos de gestió de la informació de la planta i de l'empresa on està instal·lada aquesta màquina.

Per això, en aquesta assignatura tractarem d'entendre en que consisteix el nou paradigma de la indústria 4.0 i perquè se'l considera tan important. Estudiarem les funcions dels diferents sistemes d'informació d'una empresa: aplicacions SCADA, MES i ERP; xarxes de comunicacions, nous estàndards per a la integració i els nous estàndards per a la gestió de la ciberseguretat.

Amb el temps disponible per aquesta assignatura tractarem de tenir una visió general i uns coneixements bàsics per poder entendre i treballar en els nous entorns d'empresa connectada i de fàbrica intel·ligent.

Resultats d'aprenentatge


En acabar l'assignatura l'estudiant o estudianta ha de ser capaç de:

  • Explicar la importància, per a una empresa, del recull de dades de planta per millorar la seva eficiència i facilitar diferents aspectes de la seva gestió
  • Explicar les característiques principals de les xarxes de comunicació emprades en automatització integral i de la seva aplicació.
  • Conèixer i saber justificar la necessitat i característiques dels elements necessaris per a crear una xarxa de comunicació entre dispositius per a la recollida i emmagatzemament de dades
  • Explicar els estàndards de funcionament de màquines ISA 88 i ISA 95
  • Desenvolupar interfícies HMI per al seguiment i control de màquines utilitzant software de disseny d'aplicacions SCADA.
  • Configurar i utilitzar un controlador PLC/PDA amb servidor web
  • Explicar les funcionalitats bàsiques d'un sistema MES.
  • Conèixer i saber explicar característiques i funcionalitats de les interfícies estàndards per a la integració d’aplicacions en una xarxa garantint la necessària interoperabilitat.
  • Entendre i configurar un sistema normalitzat de recollida i emmagatzematge de dades en un servidor per fer el seguiment dels paràmetres OEE d’una màquina o sistema
  • Analitzar les necessitats i característiques d'un projecte d'automatització integral.

Metodologia de treball


El mètode de treball seguit per a l'aprenentatge dels continguts de l'assignatura es basa en:

  • la presència continuada a classe amb dos objectius:
    • escoltar i discutir els temes presentats pel professor
    • i presentar i discutir el resultat de les lectures i treballs encarregats pel professor per tal de que l'alumne els treballi individualment.
  • la realització de pràctiques al laboratori utilitzant equips i software per a l'automatització (1)
  • la realització d'un treball o avantprojecte per a la millora d'una empresa aplicant iniciatives de fabricació intel·ligent, empresa connectada o indústria 4.0

Per a totes les activitats cal la dedicació i presència continuada de l'alumne des del primer dia de classe.

Continguts


  1. LA FÀBRICA INTEL·LIGENT
    1. Indústria 4.0: Introducció a la smart factory, necessitat de la seva implementació i els elements que la fan possible.
    2. Identificació de la informació estratègica per a la sostenibilitat i creixement de l’empresa. KPIs i dashboards
    3. Els sistemes MES. Adquisició i tractament de dades. Generació d’informes
  2. BASES TECNOLÒGIQUES
    1. Sistemes de comunicació a l’empresa industrial
    2. Els sistemes d’informació de l’empresa: elements que l’integren
      1. Aplicacions: SCADA
      2. Bases de Dades
      3. Interfícies HMI
      4. Interfícies entre Aplicacions
      5. Arquitectures
    3. Estàndards d’interoperabilitat
  3. PLATAFORMES D’INTEGRACIÓ
    1. Entorns oberts
    2. Entorns tancats
  4. CIBERSEGURETAT
    1. Elements dels sistemes de seguretat informàtica
    2. Infraestructures crítiques
    3. Normes de Gestió de la Seguretat
  5. EL PROJECTE D'INTEGRACIÓ
    1. Recollida de dades
    2. Anàlisi
    3. Avaluació i justificació

Activitats d'aprenentatge


  • Participació presencial en classes teòriques (11 sessions)
  • Visita a una empresa industrial i recull de dades per al seu anàlisi (1 sessió)
  • Exercicis i treballs: Preparació individual i presentació pública, o per escrit, de temes relatius al temari de l'assignatura
  • Pràctiques: Programació i configuració de dispositius i xarxes de control, adquisició, registre i visualització de dades en xarxes locals i esteses. (8 sessions)

(cada sessió està previst que sigui de dues hores)

(per dur a terme les pràctiques es considera que l'alumne o alumna coneix el funcionament dels equips més habituals utilitzats en l'automatització industrial, i que està familiaritzat amb el software d'aquest equips; en concret: RS Logix / Studio 5000 i Factory Talk View)

Sistema d'avaluació


El sistema d'avaluació de l'assignatura es basa sobre quatre aspectes:

  • Examen final escrit sobre el conjunt de temes inclosos en el programa de l'assignatura. Amb un pes del 35% sobre la qualificació final (individual)
  • Treball d'anàlisi i proposta d'automatització sobre una empresa real concreta. Am un pes del 25% sobre la qualificació final de l'assignatura (individual)
  • Exercicis realitzats al llarg del curs sobre diversos temes inclosos en el programa de l'assignatura. Amb un pes del 20% sobre la qualificació final de l'assignatura (individual)
  • Treballs de pràctiques sobre sistemes d'adquisició, registre i tractament de dades, així com de presentació de resultats en xarxa local i xarxa estesa. Amb un pes del 20% sobre la qualificació final de l'assignatura.(individual o en grup)

Bibliografia


Bàsica

B. Hermann, Mario; Pentek, Tobias; Otto, “Design Principles for Industrie 4.0 Scenarios: A Literature Review,” no. 1, 2015.

Industry 4.0: the fourth industrial revolution – guide to Industrie 4.0

J, Ayza, "Apuntes de Automatización Integral", Escola Superior Politècnica Tecnocampus, 2017

J, Ayza, "Pràcticas OEE", Escola Superior Politècnica Tecnocampus, 2017

J, Ayza, "Pràctiques eWeb", Escola Superior Politècnica Tecnocampus, 2017


Complementària

L. Lachello, P. Wratil, A. Meindl, S. Schönegger, B. Singh Karunakaran, H. Song, and S. Potier, “5Majors_EPSG_IEF2ndEdition_en_WEB_01,” Ind. Ethernet Facts, no. 2, p. 36, 2013.