Um simulador para análise de redes de produção da indústria 4.0
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Date
2019-12-16Primeiro membro da banca
Dhein, Guilherme
Segundo membro da banca
Lehnhart, Eliete dos Reis
Terceiro membro da banca
Putnik, Goran D.
Quarto membro da banca
Santos, Wellington Furtado
Metadata
Show full item recordAbstract
A evolução das tecnologias e dos meios de produção levaram a revoluções na indústria. As
três Revoluções Industriais foram marcos desses avanços, e continuam sendo estudados após
o seu acontecimento. Em 2011, na Alemanha, surge o termo Indústria 4.0, referindo-se ao que
seria a Quarta Revolução Industrial e que, ao contrário das revoluções predecessoras, vem
sendo estudada a priori, isto é, antes de acontecer ou durante o seu acontecimento. A Indústria
4.0 faz uso de tecnologias como a Internet das Coisas e os Sistemas Ciber-Físicos para a
construção de fábricas inteligentes, onde máquinas e humanos interagem e tomam decisões
com base em informações obtidas em tempo real. A interação desses atores forma grandes
redes complexas de produção, cujo estudo é importante para o avanço da Indústria 4.0,
embora seja muito custoso em seu ambiente real. Neste contexto, técnicas de modelagem e
simulação computacional podem ser utilizadas para analisar e avaliar diferentes cenários de
produção, buscando predizer situações futuras. Este trabalho teve como objetivo a construção
de um software simulador para a análise de redes de produção da Indústria 4.0. Para tanto,
fez-se uso da metodologia da Design Science Research, um método que prevê a elaboração de
construtos para a solução de problemas relevantes, tendo por base o rigor científico e a
extensão da solução para uma classe de problemas. A elaboração do simulador foi feita a
partir de uma revisão da literatura e definição de um conjunto de requisitos. Foi construído
um modelo de produção em redes da Indústria 4.0, e foi elaborado o problema de definição de
nós para a execução de uma tarefa de produção nestas redes. Também foram propostos três
algoritmos para a definição de nós e caminhos para a execução de tarefas de produção na rede
(baseados em busca em largura, busca em profundidade e algoritmo genético); tanto o modelo
quanto os algoritmos foram validados. O simulador foi implementado, e testes foram feitos
para verificar o comportamento dos diferentes algoritmos e de diferentes estruturas de rede,
bem como o comportamento das redes na presença de anomalias. Dentre os três algoritmos
propostos, verificou-se que o algoritmo genético obteve melhores resultados quanto à
execução de tarefas. Além disso, comprovou-se que o simulador pode ser utilizado para
avaliar diferentes cenários, a partir da análise de produção em diferentes configurações de
redes, bem como na presença de falhas. Com isso, destaca-se que o trabalho atingiu o seu
objetivo, e pode ser utilizado em diferentes áreas para o estudo da produção em redes da
Indústria 4.0, servindo como um arcabouço teórico para a análise dessas redes.
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