Highlighting the benefits of Industry 4.0 for production: an agent-based simulation approach

Abstract

Os conceitos de Manufatura Avançada ou Indústria 4.0 trazem novos avanços e desafios a serem aplicados nos processos industriais atuais. Tais conceitos nem sempre são bem compreendidos, assim como os seus resultados no desempenho da produção podem não estar claros. Esse trabalho propõe a comparação entre um modelo de manufatura convencional e um modelo de manufatura avançada, ambos modelados por sociedades multiagentes. Na simulação da manufatura convencional, os agentes seguem os tempos definidos de cada processo, incluindo a manutenção. Na simulação da manufatura avançada, a decisão de quando parar um equipamento para manutenção é definida por um agente de acordo com dados recebidos de sensores e as definições dos processos. Os resultados indicam um aumento significativo na utilização dos equipamentos e como consequência uma maior produção no mesmo intervalo de tempo. A simulação dos processos claramente indica que a aplicação dos conceitos de manufatura avançada na indústria é relevante para aumentar a eficiência dos processos de produção. Dentre os conceitos principais introduzidos no modelo de manufatura avançada estão a Internet das Coisas (IoT), Sistema Físico-Cibernéticos (CPS) e a Inteligência Artificial (IA). Os modelos gerados são computacionalmente simulados usando a simulação baseada em agentes a partir do programa AnyLogic. Os resultados obtidos devem contribuir para incentivar pequenas e médias empresas (SME) a adotarem os conceitos de Indústria 4.0 nos seus negócios.Os conceitos de Manufatura Avançada ou Indústria 4.0 trazem novos avanços e desafios a serem aplicados nos processos industriais atuais. Tais conceitos nem sempre são bem compreendidos, assim como os seus resultados no desempenho da produção podem não estar claros. Esse trabalho propõe a comparação entre um modelo de manufatura convencional e um modelo de manufatura avançada, ambos modelados por sociedades multiagentes. Na simulação da manufatura convencional, os agentes seguem os tempos definidos de cada processo, incluindo a manutenção. Na simulação da manufatura avançada, a decisão de quando parar um equipamento para manutenção é definida por um agente de acordo com dados recebidos de sensores e as definições dos processos. Os resultados indicam um aumento significativo na utilização dos equipamentos e como consequência uma maior produção no mesmo intervalo de tempo. A simulação dos processos claramente indica que a aplicação dos conceitos de manufatura avançada na indústria é relevante para aumentar a eficiência dos processos de produção. Dentre os conceitos principais introduzidos no modelo de manufatura avançada estão a Internet das Coisas (IoT), Sistema Físico-Cibernéticos (CPS) e a Inteligência Artificial (IA). Os modelos gerados são computacionalmente simulados usando a simulação baseada em agentes a partir do programa AnyLogic. Os resultados obtidos devem contribuir para incentivar pequenas e médias empresas (SME) a adotarem os conceitos de Indústria 4.0 nos seus negócios.