Manufatura Avançada

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Indústria 4.0

Me. Eng. João Alvarez Peixoto Doutorando em Automação e Controle Industrial – UFRGS Especialista em P,D&I do Instituto SENAI de Inovação em Metalmecânica

Motivação

Como é uma fábrica dentro dos conceitos da ....

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Motivação...

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Necessidade da indústria do “Futuro”

REQUISITOS DA FÁBRICA DO FUTURO • Capacidade de interação; • Cooperação entre as empresas; • Suporte de hardware heterogêneo interoperável; • Escalabilidade, adicionando ou retirando o número de

recursos sem interromper as operações; • Agilidade através da adaptabilidade e reconfiguração; • Tolerância à falha e recuperação dela; • Diversidade nos requisitos do produto; • Produtos customizados; • Lotes pequenos de produção.

JAMMES, Francois; SMIT, Harm. Service-Oriented Paradigms in Industrial Automation. IEEE

Transactions On Industrial Informatics, New Jersey, v. 1, n. 1, p.62-70, Feb. 2005. Institute of

Electrical & Electronics Engineers (IEEE).

SOLUÇÃO?

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As revoluções industriais...

1.0

2.0

3.0

4.0 Mecanização

Produção em Massa

Automação

Interação

1969 1712 1913 2010 Hoje

1ª Revolução Industrial

2ª Revolução Industrial

3ª Revolução Industrial

4ª Revolução Industrial

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A quarta Revolução Industrial

4.0

4.0

4.0

Vendas

Financeiro

Expedição Projeto

Produção

Suprimentos

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“ A Fábrica 4.0” – Preceitos e Ferramantas

I) Interoperabilidade

II) Virtualização

III) Descentralização

HERMANN, Mario; PENTEK, Tobias; OTTO, Boris. Design Principles for Industrie 4.0 Scenarios: A Literature Review. 2015.

Disponível em: <http://www.snom.mb.tu-dortmund.de/cms/de/forschung/Arbeitsberichte/Design-Principles-for-Industrie-4_0-

Scenarios.pdf>.

KOLBERG, Dennis; ZÜHLKE, Detlef. Lean Automation enabled by Industry 4.0 Technologies. Ifac-papersonline, [s.l.], v. 48, n. 3,

p.1870-1875, dez. 2015. Elsevier BV. http://dx.doi.org/10.1016/j.ifacol.2015.06.359

IV) Adaptação da produção em tempo real

V) Orientação a serviços

VI) Sistemas modulares dos equipamentos

IoT – Internet das Coisas

Computação em Nuvem

Comissionamento virtual

Análise de dados

Rastreabilidade

Máquina a Máquina

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“ A Fábrica 4.0” – Interoperabilidade

Interoperabilidade, permitindo que todos os CPS de uma fábrica ou ambiente industrial, mesmo que descendentes de diversos fornecedores, possam se comunicar através das redes;

Ganhos: Hardware heterogêneo; Flexibilidade.

IoT

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“ A Fábrica 4.0” – Virtualização

Virtualização, possibilitando que os dados obtidos dos CPS nos produtos e equipamentos físicos sejam transmitidos aos modelos virtuais e em simulações, espelhando comportamentos reais no ambiente virtual;

Ganhos: • Simulação dinâmica processo fabril; • Programação em sistema virtual

antes aquisição do real; • Melhor análise do processo

produtivo.

Interação Real com Virtual

Digitalização do processo produtivo

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“ A Fábrica 4.0” – Descentralização

Descentralização dos controles dos processos produtivos, com produtos que irão gerir as tomadas de decisões na manufatura e nos processos de produção em tempo real;

Ganhos: • Rastreabilidade em tempo real; • Customização produtos; • Diversificação do produto; • Pequenos lotes de produção; • Flexibilidade de produção.

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“ A Fábrica 4.0” – Adaptação em tempo real

Adaptação da produção em tempo real, dados serão analisados no instante em que são coletados, permitindo que a produção seja alterada ou transferida para outros silos em caso de falhas ou na produção de bens customizados;

Repositório em Nuvem

Ganhos: • Auto-organização da produção; • Customização do produto; • Flexibilidade de produção; • Predição de comportamento e

falha.

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“ A Fábrica 4.0” – Orientação a serviços

Orientação a serviços. Dados e serviços serão disponibilizados em rede aberta, de forma a dispor suas funcionalidades para alocação.

Ganhos: • Auto-organização da produção; • Customização do produto; • Flexibilidade de produção; • Equipamentos heterogêneos; • Lotes pequenos de produção.

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“ A Fábrica 4.0” – Sistemas modulares

Sistemas modulares dos equipamentos e linhas de produção tornarão as fábricas mais flexíveis e adaptáveis às alterações necessárias.

Ganhos: • Auto-organização da produção; • Flexibilidade de processo; • Reconfiguração do processo produtivo; • Produtos customizados; • Produtos diversificados; • Pequenos lotes de produção.

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Sintese

REQUISITOS • Capacidade de interação; • Cooperação entre as empresas; • hardware heterogêneo

interoperável; • Escalabilidade; • Agilidade através da reconfiguração; • Tolerância à falha e recuperação

dela; • Diversidade nos requisitos do

produto; • Produtos customizados; • Lotes pequenos de produção.

I) Interoperabilidade

II) Virtualização

III) Descentralização

IV) Adaptação da produção em tempo real

V) Orientação a serviços

VI) Sistemas modulares dos equipamentos

IoT – Internet das Coisas

Computação em Nuvem

Comissionamento virtual

Análise de dados

Rastreabilidade

Máquina a Máquina

PRECEITOS FERRAMENTAS

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Mensagem Final

“O futuro é amanhã, Se você dormir hoje .... ... Já acordará no futuro!”

João Alvarez Peixoto

joao.alvarez.peixoto@gmail.com

+55 (51) 8650-1744

Bem-Vindo ao Futuro