Programa de Pós-Graduação de Mestrado e Doutorado em Engenharia Mecânica
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Dissertação Implementação de retrofit em máquinas industriais legadas para a inserção no contexto da indústria 4.0(2021) Vicentin, AlexandreNos dias atuais, a conectividade no escopo fabril é de suma importância para fornecer informações detalhadas da real situação do funcionamento dos diversos equipamentos e dispositivos, como também, o aprimoramento na obtenção de dados para uma manutenção preditiva, aperfeiçoamento na eficiência energética, redução das paradas não planejadas para, por fim, elevar a confiabilidade e a vida útil do maquinário. Neste trabalho, é discutido o retrofit de máquinas legadas a partir do contexto da Industria 4.0, propondo uma transição com baixo custo, e focada no consumo de energia e na conectividade. A implementação de dispositivos Gateways, como também os sensores e concentradores de energia, viabilizam o acesso de máquinas de comando numérico computadorizado (CNC) legadas a Internet das Coisas, Big Data e a computação em nuvem, gerando dados focados no consumo de energia dessas máquinas. Com esta solução, é possível também desenvolver e melhorar a automação da máquina CNC e encorajar as indústrias a seguirem este modelo para que possam inserir-se no contexto da Indústria 4.0- Fazenda inteligente: desenvolvimento de um gêmeo digital para um sistema de irrigação(2021) Alves, R. G.A agricultura mundial enfrenta o desafio de aumentar a sua produção agrícola em 50% de 2012 até 2050, ao mesmo tempo em que deve reduzir o consumo de água já que a agricultura corresponde a 69% de toda a água doce utilizada no planeta. Diante deste cenário, o uso de tecnologias com a Internet das Coisas, o Big Data, Sistemas ciberfísicos, entre outras, no ambiente agrícola é cada vez mais necessário para garantir um aumento de produtividade e uma diminuição no consumo de recursos naturais, surgindo assim o conceito de fazenda inteligente. Dentro deste contexto foi desenvolvido, neste trabalho, um gêmeo digital para um sistema de irrigação utilizando para isso o software de simulação por eventos discretos integrado a uma plataforma de Internet das Coisas. O gêmeo digital permite uma troca de informações entre o mundo físico e o mundo digital de maneira automática, habilitando o fazendeiro a avaliar o estado atual de seu sistema de irrigação, validar o comportamento do mesmo dado uma determinada recomendação de irrigação e executar esta recomendação de irrigação validada. A comunicação entre os diversos componentes da plataforma de Internet das Coisas e o software foi estabelecida para avaliar apenas o parte digital do gêmeo digital. Deste modo, é possível avaliar o correto funcionamento da plataforma e do sistema de irrigação através do modelo digital antes de implantar a plataforma e o sistema em campo. Estima-se que após a implantação da plataforma e do sistema em campo ainda seria possível acompanhar o comportamento do mesmo ao longo do tempo, permitindo assim que um gêmeo digital para um sistema de irrigação esteja funcional durante uma safra inteira
- Interações entre indústria 4.0 e Lean manufacturing: estudo de caso em empresas(2020) Corrêa, A. J.A indústria 4.0 ou Quarta Revolução Industrial consiste na interação entre sistemas e máquinas inteligentes por meio da interação de tecnologias habilitadoras nos âmbitos físico, digital e biológico, cujo impacto disruptivo de alta velocidade afeta negócios, hábitos de consumo e estilos de vida. Lean manufacturing é o termo que descreve o Sistema Toyota de Produção, com foco em pessoas, melhoria contínua e em redução de desperdícios, cujo objetivo é a redução de custos através da implementação de princípios que caracterizam modelo e regras de gestão próprios, inicialmente implementado na indústria e atualmente com ampla aplicação A junção de indústria 4.0 com lean manufacturing ainda não é plenamente esclarecida, tomando como base que os habilitadores de indústria 4.0 são implementadas em um sistema produtivo predominantemente de lean manufacturing. Foi constatada na literatura a relevância da junção dos temas indústria 4.0 e lean manufacturing, com salto de publicações nos últimos anos e número significativo de citações face à atenção predominante por países com economias expressivas, porém com carência de contribuições conclusivas. Assim, com base na análise de dados obtidos por meio do método de pesquisa estudo de caso, foi possível constatar que há contribuições entre indútria 4.0 e lean manufacturing e vice-versa, que desafios lean manufacturing e respectivas soluções de indústria 4.0 identificados na literatura são aderentes aos estudos de caso e que indústria 4.0 e lean manufacturing impactam positivamente nos direcionadores de valor das empresas estudadas.
- Comissionamento virtual de célula robotizada utilizando aprendizado de máquina(2020) Miranda, G. B.O mundo vivencia uma mudança sem precedentes quanto as tecnologias da informação e processos industriais. A nova era da indústria 4.0 em conjunto com novas aplicações de inteligência artificial fomentam uma série de novas áreas de interesse para a indústria, questionando-se se os métodos convencionais que compõem os processos industriais continuarão os mesmos. Visando obter respostas para alguns desses questionamentos, este trabalho investiga a viabilidade na substituição de um controlador lógico programável por um sistema de redes neurais no controle de eventos discretos de uma célula robotizada. Desta forma, a pesquisa avalia os procedimentos necessários para que essa implementação seja possível, analisando os problemas encontrados, limitações, dificuldades e vantagens comparadas aos métodos convencionais. Para tal análise, são utilizadas ferramentas de manufatura digital que permitem realizar o comissionamento virtual de uma célula robotizada para simulação e validação do modelo. O modelo proposto teve seu controle por meio de um sistema de redes neurais artificiais, do qual, os dados de treinamento foram extraídos a partir de observações de um modelo de lógica booleana. Ao término desta pesquisa, foi possível elaborar os procedimentos necessário para o método proposto, que se mostrou viável diante da aplicação realizada, e compará-la com os métodos convencionais de programação