Ontologias para Manutenção Preditiva com Dados sensíveis ao tempo

As empresas de fabrico industrial devem assegurar um processo produtivo contínuo para serem competitivas e fornecer os produtos fabricados no prazo e com a qualidade exigida pelos clientes. A quebra da cadeia de fabrico pode ter desfechos graves, resultando numa redução da produção e na interrupção da cadeia de abastecimento. Estes processos são compostos por cadeias de máquinas que executam tarefas em etapas. Cada máquina tem uma tarefa específica a executar, e o resultado de cada etapa é fornecido à próxima etapa. Uma falha imprevista numa das máquinas tende a interromper toda a cadeia produtiva. A manutenção preventiva agendada tem como objetivo evitar a ocorrência de falhas, tendo como base o tempo médio antes da falha (MTBF), que representa a expectativa média de vida de componentes individuais com base em dados históricos. As tarefas de manutenção podem implicar um período de paralisação e a interrupção da produção. Esta manutenção é executada rotineiramente e a substituição de componentes não considera a necessidade premente da sua substituição, sendo os mesmos substituídos com base no ciclo do agendamento. É aqui que a manutenção preditiva é aplicável. Efetuando a recolha de dados de sensores dos equipamentos, é possível detetar irregularidades nos dados recolhidos, através da aplicação de processos de raciocínio e inferência, conduzindo à atempada previsão e deteção de falhas. Levando este cenário à otimização do tempo de manutenção, evitando falhas inesperadas, à redução de custos e ao aumento da produtividade em comparação com a manutenção preventiva. Os dados fornecidos pelos sensores são sensíveis ao tempo, variações e flutuações ocorrem ao longo do tempo e devem ser analisados em relação ao período em que ocorrem. Esta dissertação tem como objetivo o desenvolvimento de uma ontologia para a manutenção preditiva que descreva a sua abrangência e o campo da sua aplicação. A aplicabilidade da ontologia será demonstrada com uma ferramenta, igualmente desenvolvida, que transforma dados sensíveis ao tempo recolhidos em tempo real a partir de sensores de máquinas industriais, fornecidos por WebServices, em indivíduos dessa mesma ontologia, considerando a representação do fator temporal dos dados.Manufacturing companies must ensure a continuous production process to be competitive and supply the manufactured goods in time and with the desired quality the customers expect. Any disruption in the manufacturing chain may have disastrous consequences, representing a shortage of production and the interruption of the supply chain. The manufacturing processes are composed of a chain of industrial machines operating in stages. Each machine has a specific task to complete, and the result of each stage is forwarded to the next stage. An unpredicted malfunction of one of the machines tends to interrupt the whole production chain. Scheduled Preventive maintenance intends to avoid causes leading to faults, but relies on parameters such as Mean Time Before Failure (MTBF), which represents the average expected life span of individual components based on statistical data. A maintenance task may lead to a period of downtime and consequently to a production halt. Being the maintenance scheduled and executed routinely, the replacement of components, does not consider the effective need of its replacement, they are replaced based on the scheduling cycle. This is where predictive maintenance is applicable. By collecting sensor data of industrial equipment, anomalies can be determined through reasoning and inference processes applied to the data, leading to an early fault and time to failure prediction. This scenario leads to maintenance timing optimization, avoidance of unexpected failures, cost savings and improved productivity when compared to preventive maintenance. Data supplied by sensors is timesensitive, as variations and fluctuations occur over periods of time and must be analysed concerning the period they occur. This dissertation aims to develop an ontology for predictive maintenance that describes the scope and field of application. The applicability of the ontology will be demonstrated with a tool, also to be developed, that transforms time-sensitive data collected in real time from sensors of industrial machines, provided by a WebServices, into individuals of the same ontology, considering the representation of the temporal factor of the data