Intelligent Industrial Metabolism in the Sustainable Products Project

Abstract

Industrial systems, in the current technological, legal and economic context, require the addition of more sustainable, flexible and intelligent processes, aimed at mitigating the global metabolic rift with proactive character from design phase. This work proposes the development and implementation of an ontology for knowledge of sustainability that supports intelligently the management of Industrial Metabolism, enabling the closure of material cycles in industrial ecosystems from eco-compatibility and efficiency. The proposal made is concreted in an application that meets the information requirements of design tasks in the domain of design materialization of Genomic Model of Eco-design and Eco-innovation (MGE2). The proposal is formulated under a brokering architecture of Intelligent Multi-agent Systems, which are used for integration of the ontology established under the perspective of the engineering life cycle of industrial products and processes. This approach supports engineers in design tasks oriented the closing of material cycles on the technosphere under toxicity and efficiency criteria. With regard to ontology the objective is to establish a transversal ontology of information that fosters collaborative work and a specific ontology to maintain individual autonomy, allowing decision making to ensure the sustainability of products and processes. The developed ontology is integrated into a Multi-agent System and applied in a case study.

Los sistemas industriales en el actual contexto tecnológico, legal y económico, requieren de la incorporación de procesos más sostenibles, flexibles e inteligentes, orientados a mitigar la fractura metabólica planetaria con carácter proactivo desde la fase de diseño. El presente trabajo propone el desarrollo e implementación de una ontología para el conocimiento de la sostenibilidad que dé soporte inteligente a la gestión del Metabolismo Industrial (MI), posibilitando el cierre de ciclos de materiales en los ecosistemas industriales desde la ecocompatibilidad y eficiencia. La propuesta formulada se concreta en una aplicación que satisface los requerimientos de información de las tareas de concepción en el dominio de diseño de materialización del Modelo Genómico de Ecodiseño y Ecoinnovación (MGE2). Dicha propuesta se formula bajo una arquitectura de brokering de Sistemas Multiagente Inteligentes, que son empleados para la integración de la ontología establecida bajo la perspectiva de la ingeniería del ciclo de vida de productos y procesos industriales, dando soporte a los ingenieros en tareas de diseño orientadas al cierre de ciclos de materiales sobre la tecnosfera bajo criterios de toxicidad y eficiencia. En lo que se refiere a la ontología el objetivo es el establecimiento de una ontología de la información transversal que favorezca el trabajo cooperativo y una ontología específica que mantenga la autonomía individual, permitiendo la toma de decisiones que garantice la sostenibilidad de productos y procesos. La ontología desarrollada es integrada en un Sistema Multiagente y aplicada a un caso de estudio.