Uma nova abordagem para a implementação de um sistema multiagente para a configuração e o monitoramento da produção de pequenas séries

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2014A Produção de Pequenas Séries (PPS) é um tipo de manufatura caracterizado pela alta diversidade de produtos a serem produzidos associada a tamanhos de lotes reduzidos - possivelmente unitários. Neste sistema de produção as tecnologias empregadas para configuração e monitoramento do processo devem priorizar a produção sem defeitos, inclusive no primeiro item do lote, que pode ser o único. Falhas neste sistema de produção ou defeitos inseridos nos produtos facilmente inviabilizam economicamente todo o lote. Neste contexto, a linha de produção deve ser capaz de efetuar uma troca rápida de configuração para produzir um novo lote em um cenário de vários lotes de tamanho reduzido. É preciso também garantir completo monitoramento da produção do lote, sem falhas, ou quando ocorrer uma falha, ações corretivas devem ser executadas imediatamente. As pesquisas recentes demonstram que sistemas baseados em agentes é uma abordagem promissora para o cenário da PPS. Diante disso, a contribuição desta tese é a apresentação de uma nova Arquitetura de Referência para a implementação de Sistemas Multiagente na configuração e monitoramento da Produção de Pequenas Séries. A abordagem propõe uma Arquitetura de Referência, chamada MAS4SSP, baseada em uma solução unificada, sinérgica e com alto nível de abstração. Para garantir isto, a abordagem emprega como Modelo de Referência o framework JaCaMo que segue o paradigma orientado a multiagente (MAOP). A integração com a linha de produção é realizada com o emprego da tecnologia de comunicação Web Service que é utilizada pelo Sistema Multiagente (cliente) e por um sistema SCADA baseado em aplicação Web, o ScadaBR (servidor). A interface com o usuário pode ser desenvolvida como um recurso adicional na plataforma JaCaMo, ou pode ser realizada uma integração com sistemas legados de produção (como ERP, PCP, MRP) utilizando também a tecnologia de Web Service. Além da Arquitetura de Referência a tese apresenta um Modelo Genérico de Modelagem e Implementação que serve como guia para o desenvolvedor. Esta abordagem foi instanciada em um experimento simulado no contexto de uma PPS de Placas de Circuito Impresso (PCI). Por fim, os resultados e as conclusões sobre a Arquitetura de Referência e o Modelo Genérico de Modelagem e Implementação são apresentados em conjunto com sugestões de trabalhos futuros.Abstract: Small Series Production (SSP) is a type of manufacturing characterized by a high diversity of products to be produced associated with a reduced batch sizes - possibly unitary. In this production system, the technologies employed for process setup and monitoring must prioritize production without defects, including the first item of the lot, which may be the one. Faults in this production system or defects in the product easily become the whole batch economically unfeasible. In this context, the production line should be able to monitor the process and make a quick change of the configuration to produce a new batch in a scenario of several batches with small sizes. The system should also ensure the batch production without failure or when a fault occurs, the corrective actions must be executed immediately. Recent research shows that agent-based systems are a promising approach for the SSP. The contribution of this thesis is the presentation of a new Reference Architecture for the implementation of Multi-Agent Systems to setup and monitoring Small Series Production. The approach proposes a Reference Architecture, called MAS4SSP, based on a unified, synergistic and high level of abstraction solution. To ensure this, the approach employs as a Reference Model the JaCaMo framework that follows the Multi-Agent Oriented Paradigm (MAOP). The integration with the production line is realized with the use of Web Service as communication technology between the Multi-Agent System (client) and a SCADA system - ScadaBR (server). The user interface can be developed as an additional resource in JaCaMo platform or can be an integration system with legacy production systems (such as ERP, MES, MRP) also using Web Service. Beyond the Reference Architecture, this thesis presents a Generic Modeling and Implementation Model which serves as a guide for the developer and that was instantiated in a controlled experiment - a SSP line of Printed Circuit Boards (PCB). Finally, the conclusions and perspectives about the Reference Architecture and the Generic Modeling and Implementation Model are presented together with suggestions for future works

Desenvolvimento de um ferramenta de configuração, monitoração e testes para um rede de sensores/atuadores em uma célula autônoma de manufatura

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um sistema para configuração, monitoração e testes de uma rede de sensores e atuadores numa célula autônoma de manufatura. O sistema desenvolvido é um aplicativo híbrido que utiliza os melhores pontos de duas das principais linguagens de programação OOP existentes e dominantes do mercado, C/C++ e Java. Como um dos objetivos primordiais deste sistema é a possibilidade de monitoração e controle da rede de sensores/atuadores remotamente, a técnica de utilizar a independência de plataforma da linguagem Java, rodando em qualquer lugar, em qualquer sistema operacional, até mesmo nos Web Browsers comerciais foi relevante. Além disso, a existência de uma arquitetura cliente/servidor desenvolvida em linguagem C/C++ (a linguagem dominante no setor industrial) e a possibilidade de integração entre Java e C/C++ através de JNI (Java Native Interface) satisfez todos os requisitos de autonomia, modularidade, padronização, intercambiabilidade, evolutividade exigidos pelo projeto APZ (Autonomous Production Zell). O projeto APZ consiste no desenvolvimento de uma célula de produção totalmente autônoma. Assim, o sonho do fim da dependência das empresas que utilizam máquinas-ferramentas em relação aos desenvolvedores destas máquinas estaria se tornando realidade. O sistema desenvolvido é peça integrante do projeto da Célula Autônoma de Manufatura

Um modelo competitivo baseado em ferramentas software livre para a gestão tecnológica de organizações: a promoção do conhecimento corporativo e da inovação tecnológica em uma graduação tecnológica

This article presents the thematic of the technological management, where the research is focused on the choice of the best technological free software tools for the promotion of the knowledge management. This article evidences the hypothesis that it is possible to adopt the knowledge management with the union and customization of the free software tools. In such a way, any organization can act in the technological management and apply the politics of knowledge management, either to a micro-company or a great corporation. A case study is presented in a technological undergraduate course of a Federal Center of Technological Education. The study case presents the research and the development of an innovative model of management for the course. Finally, the authors defend that this model can be applied to other organizations based upon a series of results and conclusions.O artigo discute a temática da gestão tecnológica, onde a pesquisa é focalizada na eleição das melhores ferramentas tecnológicas software livre para a promoção da gestão do conhecimento. O artigo evidencia a hipótese de que é possível adotar a gestão do conhecimento com a união e a customização das ferramentas software livre. De tal maneira, que toda organização possa atuar na gestão tecnológica e aplicar uma política de gestão do conhecimento, seja em uma micro-empresa ou em uma grande corporação. Um estudo de caso é apresentado em um curso de graduação tecnológica de um Centro Federal de Educação Tecnológica. O estudo de caso apresenta a pesquisa e o desenvolvimento de um modelo inovador para a gestão do curso. Finalmente, os autores defendem que este modelo pode ser aplicado em outras organizações baseados em uma série de resultados e nas suas conclusões obtidas com a pesquisa

A metodologia de concepção de sistemas mecatrônicos no graduação tecnológica em Automação Industrial do CEFET-SC

A proposta deste artigo é apresentar o modelo de ensino, pesquisa e extensão de forma integrada que é implantado na graduação tecnológica em Automação Industrial do CEFET-SC. Especificamente, discute-se o projeto integrador no quarto semestre do curso, onde ocorre a pesquisa e o desenvolvimento de sistemas mecatrônicos. Os sistemas mecatrônicos são resultado da integração das várias áreas temáticas que envolvem a Automação Industrial, em especial, com concentração na pesquisa e desenvolvimento de projetos mecânicos e eletrônicos integrados pela informática. A integração da tecnologia da mecatrônica com o ensino por competências e a integralização das competências na unidade curricular (disciplina) do Projeto Integrador proporcionam o diferencial alcançado nesta graduação tecnológica

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA PARA CONTAGEM AUTOMÁTICA DE MICRO-CRUSTÁCEOS DA ESPÉCIE ARTEMIA SALINA EMPREGANDO VISÃO COMPUTACIONAL

A contagem de micro-crustáceos da espécie Artemia Salina em testes de toxicidade corresponde a uma atividade essencial para a verificação dos efeitos tóxicos de certas substâncias. A contagem manual normalmente empregada nos testes, porém, mostra-se uma tarefa demorada e propensa a erros. Sistemas computacionais empregados na contagem automática de objetos estão sendo cada vez mais utilizados, e se mostram uma excelente ferramenta para auxiliar laboratoristas e pesquisadores em contagens de partículas e micro-organismos. Porém, grande número destes sistemas pode apenas ser empregado na contagem de micro-organismos ou partículas estáticas, não podendo ser utilizados nos testes de toxicidade visto que estes empregam micro-organismos vivos. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sistema para contagem automática de micro-crustáceos da espécie Artemia Salina. Para isso foram implementadas técnicas de visão computacional com o objetivo de contar os micro-organismos vivos que se movimentam ao longo do tempo nas amostras adquiridas por uma câmera. A partir de uma avaliação estatística, constatou-se que a contagem realizada pelo sistema desenvolvido não difere significativamente da contagem realizada pelo laboratorista, o que comprova a eficiência do sistema automático de contage

RETROFITTING DE UMA CÉLULA DE MANUFATURA DIDÁTICA: : Adequação para a 4° revolução industrial

Este artigo apresenta o emprego de uma plataforma de IoT em maquetes nocontexto da Indústria 4.0. O objetivo é disseminar a IoT como uma das tecnologiashabilitadoras da Indústria 4.0 e demonstrar que adequar às indústrias a este novoparadigma também pode ser acessível às PMEs. Através de simulações dosprocessos industriais nas maquetes, busca-se o entendimento e a proposição desoluções tecnológicas adequadas às PMEs. Realiza-se isso com a utilização deplataformas IoT em cenários industriais controlados, os Testbeds. Esta pesquisautiliza duas maquetes com arquiteturas diferentes, uma baseada emmicrocontrolador e outra baseada em Controlador Lógico Programável

Proposta de um modelo de gestão tecnológica baseado em ferramentas software livre estudo de caso do curso superior de tecnologia em automação industrial do CEFET-SC

The present master thesis approaches the main thematic of the technological management, where the research is focused in the election of the technological free software tools that better adjust the promotion of the knowledge management of an organization. This master thesis presents the demand for the knowledge management in the current organizations, where this subject started to have prominence in the activities of the organization, but that many times this is a secundary goal in the strategic plain because the demand of financial investments in the choice and an implantation of the adjusted technologies, added the demand for training and qualification of the human resources. A different boarding is presented in this master thesis, where thematic of the technological management of the knowledge and tools for this end they constitute the line of called research technological management. The technological management is treated in this master thesis jointly with the concept of free software. Where a research in the diverse existing solutions of software under the philosophy is become fullfilled free software for the management of the knowledge. And evidences it hypothesis that is possible to adopt practical of knowledge management being used itself of the union and the customization of the tools free software. In such a way, is propitiated that any organization can act in the technological management and apply the practical ones and politics of knowledge management is in a micron-company or a great corporation. Similar to apply the research and to get resulted, a case study it is carried through in the Superior Course of Technology in Industrial Automation of the Federal Center of Technological Education of Santa Catarina (CEFET-SC). The course was chosen because it has the same demand for politics of knowledge management by the technological tools and also, for being the environment of work of the author. Throughout the document the motivations for the work, the theoretical recital, the study scene are presented, still, it is presented research and the development of the considered an innovative model management for the course and other organizations. The master thesis is finished with a story on the reached results and the conclusions gotten with this projectA presente dissertação aborda a temática da gestão tecnológica, onde a pesquisa é focada na seleção das ferramentas tecnológicas software livre que melhor se adequam à promoção da gestão do conhecimento de uma organização. Este projeto de dissertação apresenta a demanda pela gestão do conhecimento nas organizações atuais, onde este assunto passou a ter destaque nas atividades das mesmas, mas que m itas vezes é relegado a um segundo plano pela necessidade de investimentos financeiros vultosos na escolha e implantação das tecnologias apropriadas, somada à demanda por treinamento e capacitação dos recursos humanos. Apresenta-se nesta dissertação uma abordagem diferente, em que a temática da gestão do conhecimento e as ferramentas tecnológicas para este fim constituem a linha de pesquisa denominada gestão tecnológica. A gestão tecnológica é tratada nesta dissertação concomitantemente com o conceito de software livre, na qual é realizada uma pesquisa das diversas soluções de software existentes sob a filosofia software livre para a gestão do conhecimento. Ademais, constata-se a hipótese de que é possível adotar práticas de gestão do conhecimento por meio da união e da customização das ferramentas software livre e, dessa forma, propicia-se a qualquer organização o poder de atuar na gestão tecnológica e aplicar as práticas e políticas de gestão do conhecimento, seja em uma micro-empresa ou em uma grande corporação. Com a finalidade de comprovação e de obtenção de resultados, um estudo de caso foi realizado no Curso Superior de Tecnologia em Automação Industrial do Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina (CEFET-SC). Este curso foi escolhido visto que o mesmo apresenta uma demanda por políticas de gestão do conhecimento sustentadas pelas ferramentas tecnológicas e também por ser o ambiente de trabalho do acadêmico autor desta dissertação. Ao longo do documento, são apresentadas as motivações para o trabalho, a fundamentação teórica, o cenário de estudo e, ainda, apresenta-se a pesquisa e o desenvolvimento do modelo de gestão inovadora proposto para o curso e para outras organizações. Por fim, relata-se os resultados alcançados e as conclusões obtidas com esta investigaçãoCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio

Um modelo competitivo baseado em ferramentas software livre para a gestão tecnológica de organizações: a promoção do conhecimento corporativo e da inovação tecnológica em uma graduação tecnológica

This article presents the thematic of the technological management, where the research is focused on the choice of the best technological free software tools for the promotion of the knowledge management. This article evidences the hypothesis that it is possible to adopt the knowledge management with the union and customization of the free software tools. In such a way, any organization can act in the technological management and apply the politics of knowledge management, either to a micro-company or a great corporation. A case study is presented in a technological undergraduate course of a Federal Center of Technological Education. The study case presents the research and the development of an innovative model of management for the course. Finally, the authors defend that this model can be applied to other organizations based upon a series of results and conclusions.O artigo discute a temática da gestão tecnológica, onde a pesquisa é focalizada na eleição das melhores ferramentas tecnológicas software livre para a promoção da gestão do conhecimento. O artigo evidencia a hipótese de que é possível adotar a gestão do conhecimento com a união e a customização das ferramentas software livre. De tal maneira, que toda organização possa atuar na gestão tecnológica e aplicar uma política de gestão do conhecimento, seja em uma micro-empresa ou em uma grande corporação. Um estudo de caso é apresentado em um curso de graduação tecnológica de um Centro Federal de Educação Tecnológica. O estudo de caso apresenta a pesquisa e o desenvolvimento de um modelo inovador para a gestão do curso. Finalmente, os autores defendem que este modelo pode ser aplicado em outras organizações baseados em uma série de resultados e nas suas conclusões obtidas com a pesquisa