Modelagem e implementação de uma planta didática de manufatura robótica inspirada em planejamento automático

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Alves, Weslley da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Goiás; Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação - EMC (RMG); Brasil; UFG; Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
• Palavras-chave em Português: Automação; Manufatura; Robótica; Planejamento automático; Bancada didática; Automation; Manufacturing; Robotics; AI planning; Idactic testbench; ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13084

Os atuais sistemas de manufatura vêm sofrendo grandes avanços tecnológicos, sobretudo no ramo de planejamento e programação da produção em automação. A quarta revolução industrial, ou indústria 4.0, já começou a possibilitar inovações tecnológicas em vários domínios, especialmente na indústria de manufatura e serviços. Observa-se o surgimento de um volume crescente de pesquisas sobre técnicas de inteligência artificial envolvendo fabricantes que buscam eficiência e rapidez. Para alcançar um comportamento “inteligente”, é inevitável implementar técnicas de resolução automática de problemas, a fim de propiciar algumas tomadas de decisões pelos próprios equipamentos e dispositivos. O planejamento automático, também conhecido em inglês como “automated planning” ou, ainda, “AI Planning”, define um tipo específico de problema de transição de estado em que o objetivo é encontrar uma sequência admissível de ações para trazer o sistema de um determinado estado inicial para um estado final desejado. O uso do planejamento automático aplicado a processos de manufatura ganha mais destaque no meio acadêmico devido à possibilidade de ampliar o uso de técnicas em aplicações reais na indústria moderna. Este trabalho tem como objetivo principal analisar os dados da integração de soluções de planejamento automático em sistemas reais e descrever um exemplo prático baseado em uma planta didática que simula uma linha de produção em uma fábrica composta por células individuais. Para a realização do projeto, foi utilizado um controlador lógico programável como modelo de sistemas reais utilizado na automação industrial, e as etapas de montagem e descrição dos processos de cada estação são apresentadas. A linguagem utilizada para a modelagem do domínio de planejamento foi a de definição de domínios e problemas de planejamento "Planning Domain Definition Language" (PDDL), por meio da plataforma online “PDDL Editor”, a qual faz parte de um conjunto de ferramentas online para AI Planning, denominado “Planning.Domains”. A modelagem foi dispersa em cinco estações, de modo a facilitar a solução do problema proposto para cada estação, gerando assim cinco planos solução, um para cada estação. Os resultados alcançados do método de modelagem do domínio de manufatura utilizando uma ferramenta de planejamento automático em plataforma online, foram a geração de planos-solução para os cenários propostos e a implementação prática na bancada didática utilizando a linguagem de programação "Sequential Funcion Chart” (SFC). A abordagem proposta foi comparada com a abordagem clássica, que se baseia na lógica de programação centrada no CLP e no uso da linguagem de programação Ladder. Essa comparação destacou as vantagens do planejamento automático quando aplicado ao contexto da Indústria 4.0.