Modelagem do prognóstico e gestão da saúde de máquinas mecânicas no contexto de sistemas ciberfísicos na manufatura

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Nunez, David Lira
• Orientador(a): Borsato, Milton
• Banca de defesa: Borsato, Milton, Estorilio, Carla Cristina Amodio, Volpato, Neri, Deschamps, Fernando
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Ciberespaço; Equipamentos industriais; Manutenção produtiva total; Interconexão em rede (Telecomunicações); Sistemas embarcados (Computadores); Engenharia mecânica; Cyberspace; Industrial equipment; Total productive maintenance; Internetworking (Telecommunication); Embedded computer systems; Mechanical engineering
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS::METODOS DE SINTESE E OTIMIZACAO APLICADOS AO PROJETO MECANICO
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2870

Os recentes avanços na manufatura inteligente abrem oportunidades na área do suporte industrial, especificamente na manutenção e gestão de ativos físicos. Essa tendência permite que os dados coletados das máquinas, quando estão em pleno funcionamento, possam interagir com computadores, (ciberespaço), através de uma rede de comunicação formando assim o conceito de Sistemas Ciberfísicos (CPS – do inglês Cyber-Physical Systems). Além disso, os rápidos avanços da tecnologia de informação e comunicação proporcionam ferramentas para que essa interação possa analisar os dados, de forma cada vez mais rápida, autônoma, ubíqua e em tempo real, oferecendo informações que auxiliam aos humanos na tomada de decisões mais eficazes. Nesse contexto, o Prognóstico e Gestão da Saúde de máquinas (PHM – do inglês Prognostics Health and Management) é indicado como uma aplicação promissora da manufatura inteligente dentro do contexto de CPS. Atualmente as propostas de PHM encontradas na literatura cientifica são aplicadas a casos específicos e sem uma padronização da sua implementação, impedindo que tais abordagens possam ser replicadas em diferentes cenários da manufatura. Assim, o presente trabalho propõe a construção de um modelo ontológico para auxiliar na implementação do PHM em diversos cenários de manufatura, a ser aproveitada futuramente por ferramentas de softwares com foco em manufatura inteligente, padronizando seus conceitos, termos, e a forma de coleta e tratamento de dados. A abordagem metodológica DSR (do inglês Design Science Research) é usada para guiar o desenvolvimento da pesquisa. A construção deste modelo ontológico, que integra tanto os dados coletados quanto as informações necessárias para a tomada de decisões, possibilita o controle da estimativa de uma falha antes dela ocorrer de uma forma mais autônoma. Os principais resultados do modelo ontológico construído são: uma ontologia flexível capaz de ser usada em vários tipos de máquinas mecânicas de diversos tipos de manufatura; a possibilidade de armazenar o conhecimento contido em normas internacionais, históricos de atividades das máquinas, e arquiteturas consolidadas no contexto do PHM, permitindo a constante atualização de dados dependendo de particularidades que cada processo produtivo pode conter, e finalmente, usando a linguagem SPARQL entrega-se informações que podem ser usadas para tomada de decisões em intervenções oportunas de manutenção nos equipamentos de uma indústria real. O modelo é demonstrado considerando o caso de uma bomba centrífuga que comprovou sua fidelidade, integridade, nível de detalhe, robustez e consistência, fornecendo informações anteriormente alimentadas por dados reais obtidos em empresas próximas.