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Hacia DevOps para Sistemas Ciberfísicos (CPS): Software resiliente y auto-adaptativo para CPS inteligentes centrados en el ser humano, facilitado por gemelos digitales

Autores: Dobaj, Jürgen; Riel, Andreas; Macher, Georg; Egretzberger, Markus

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Hacia DevOps para Sistemas Ciberfísicos (CPS): Software resiliente y auto-adaptativo para CPS inteligentes centrados en el ser humano, facilitado por gemelos digitales


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Revolución industrial
Digitalización
Sistemas ciberfísicos
Devops
Gemelos digitales integrados
Servicios de control en tiempo real

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 19

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La Revolución Industrial impulsa la digitalización de la sociedad y la industria, lo que implica Sistemas Ciberfísicos (CPS) que forman ecosistemas donde los propietarios de los sistemas y terceros comparten responsabilidades dentro y entre los dominios industriales. Tales ecosistemas exigen CPS inteligentes que alineen continuamente su arquitectura y gobernanza con las preocupaciones de diversas partes interesadas, incluidos desarrolladores, operadores y usuarios. Para satisfacer las preocupaciones de las partes interesadas a corto y largo plazo en un contexto operativo en evolución continua, este trabajo propone modelos de software auto-adaptativos que promueven DevOps para CPS inteligentes. Nuestro enfoque arquitectónico se extiende a la capa de sistemas embebidos y utiliza Gemelos Digitales embebidos e interconectados para gestionar el cambio de manera efectiva. Los experimentos realizados en unidades de control embebidas industriales demuestran la efectividad del enfoque en lograr un control en bucle cerrado en tiempo real de sub-milisegundos de los activos de CPS y el gemelado de alta fidelidad simultáneo (es decir, monitoreo) de los estados de los activos. Además, los experimentos muestran un apoyo práctico para la adaptación y evolución de CPS a través de la reconfiguración dinámica y actualización de servicios de control en tiempo real y enlaces de comunicación sin tiempo de inactividad. Los resultados de la evaluación concluyen que, en particular, los Gemelos Digitales embebidos pueden mejorar la inteligencia de CPS al proporcionar acceso orientado a servicios a los datos de CPS, capacidades de monitoreo, adaptación y control. Además, los Gemelos Digitales embebidos pueden facilitar la integración fluida de estas capacidades en los ecosistemas de servicios industriales actuales y futuros. Al mismo tiempo, estas capacidades contribuyen a la implementación de servicios industriales emergentes como el monitoreo remoto de activos, la puesta en marcha y el mantenimiento.

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