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Roteiro para Apresentação de Dissertação no PPGEM

1. 14 2 7 CONTROLE DO SISTEMA MANUFATURA ccccccccceccceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeess 15 2 8 MANUFATURA INTEGRADA POR COMPUTADOR 16 2 8 1 Enterprise production system 16 2 8 2 Sistemas SCADA eee eee eee aaeeeeee eee 17 2 8 3 Componentes de um sistema 18 2 8 4 Sistema de execu o da 8 8 19 2 8 5 Sistema de gerenciamento de informa es da planta 21 2 9 METODOLOGIA DE REDU O DE PERDAS 24 3 DESCRI O DO PROBLEMA 28 3 1 AMOSTRA DOS ELEMENTOS TECNOL GICOS eae 28 3 2 AMOSTRA DO 29 3 3 COLETA E AN LISE DOS DADOS andado as ga aliada sueca dade 30 3 4 DESCRI O E CARACTERIZA O DA PESQUISA DE
2. 31 3 5 SISTEMA DE FUNCIONAMENTO DA ESTA O DE TRABALHO 32 3 6 SISTEMA PIMS DA EMPRESA De Gab ECA Deda aba as 32 3 7 REALIMENTA O DO SISTEMA PRODUTIVO QUANTO S PANES DE M QUINA 34 3 8 ESTUDO DE CASO PRIMEIRA TENTATIVA DE MONITORAMENTO DE FALHAS EITILIZANDO PIMS petite rence steed aa io aa atua da de ai a iaiT 34 4 SISTEMAS ESPECIALISTAS ission a E ais 36 4 1 SISTEMAS BASEADOS EM CONHECIMENTO 36 4 2 REPRESENTA O DO 37 4 3 SISTEMAS BASEADOS NO CONHECIMENTO seeeeeeeeeeseeeeeeeeeeseeseeeeseeeeeeeeees 38 4 3 1 Organiza o do Conhecimento e eraaarera nana aa aaaaaa aerea 38 4 4 MANIPULA O DO 39 4 5 AQUISI O DE 39 4 6 ARQUITETURA DE SISTEMAS 40 4 7 HIST RICO DOS SISTEMAS 41 4 8 ESTRUTURAS DE SISTEMAS BASEADOS 49 4 9 O PROCESSO INFER NCIA errei 44
3. 70 Figura 44 Verifica o da Recorr ncia do 70 Figura 45 Execu o de Procedimentos eae 71 Figura 46 Confer ncia das Informa es a 71 Figura 47 Tela da Segunda Execu o de 72 xii Figura 48 Confirma o de Recorr ncia de Alarme 72 Figura 49 Tela Resultante da Recorr ncia do 6 73 Figura 50 Tela de Finaliza o do Alarme 4250 73 Figura 51 Relat rio do Alarme 4250 ca cic acces viene eee eee 74 Figura 52 Diagn stico da Falha 4250 Adaptado de SIEMENS 2008 75 xiii LISTA DE TABELAS Tabela 1 Nomenclatura dos tipos de falha TP 49 Tabela 2 Nomenclatura dos tipos de falha x alarmes 65 67 AGV CAD CAM CIM CLP CNA CNC DAKS DLL EPS FMS HSE LA IHM kpi MES MESA MRP NS PIMS PCP PMA RIA RGV RTS R U R SCADA TS xiv LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS Automatic Guided Vehicles Ve culos Guiados Automaticamente Computer Aided Design Desenho Auxiliado por Computador Computer Aided Manufacturing Manufatura Auxilia
4. T Dist 07 8 st 059 11 N mero de paradas sepeied seioH N mero de paradas sepeJed seioH 5 019 0 20 Figura 25 Comparativo Semana 8 x Semana 9 DANTE et al 2007 e Semana 9 O dispositivo de fixa o acessado pelo manipulador do rob possu a um sensor para 52 identificar a presen a de mat rias primas Para eliminar o tipo de falha B foi executada a manuten o e o reposicionamento desse manipulador do sensor A programa o do CLP tamb m foi revisada para eliminar a falha D Conforme apontado na Figura 26 os relat rios indicaram que essas a es conseguiram reduzir mas n o eliminar a quantidade e o tempo consumido pelos tipos de falha B e D como apresentado na Semana 10 Mas na realidade houve apenas uma migra o das falhas relatadas como indicado pelo novo tipo de falha N De fato n o houve redu o no TS total soma do tempo total de parada das m quinas da Semana 9 4 17 h para a Semana 10 4 32 h 1 26 o 5 sepeJed seio a 5 S o o 2 o E 5 z sepeJed sesoH N mero de paradas 49 0 00 TP Ts Figura 26 Comparativo Semana 9 x Semana 10 DANTE et al 2007 e Semana 10 N o foi executada nenhuma a o definitiva nesta semana Mas mesmo assim houve um aumento no tempo total de parada das m quinas 7S relatado d
5. Menu Relat rio Ajuda C digo do emo 4250 O alarme recorrente 7 Figura 44 Verifica o da Recorr ncia do Alarme Para exemplificar o sistema a op o de n o recorr ncia apresentada na Figura 45 e esta itera o encaminha o operador a executar diversos procedimentos como eColocar a m quina em estado manual eVerificar fisicamente a pe a na rea de trabalho eCarregar o programa correspondente eColocar o centro de usinagem em modo autom tico com o potenci metro em zero eAbrir o painel do HM do centro de usinagem desconectar e conectar o cabo ethernet eColocar o p rtico da c lula de usinagem e RGV em modo manual eVerificar as informa es nos HMs do p rtico RGV e centro de usinagem 5 Sistema Especialista Menu Relat rio Ajuda Sobre C digo do ero 4250 ATEN O EXECUTE O SEGUINTE PROCEDIMENTO Coloque a m quina em modo manual Verifique fisicamente a pe a no cofre de usinagem e camegue o programa comespondente Coloque o centro de usinagem em modo autom tico com o potenci metro em zero Abra o painel do IHM do centro de usinagem e desconecte e conecte o cabo ethemet Coloque o p rtico da c lula de usinagem e RGV em modo manual Verifique as seguintes informa es nos IHMs do p rtico RGV e centro de Usinagem 9 Continuar Figura 45 Execu o de Procedimentos Ap s a execu o dos procedimentos o sistema
6. O DO SISTEMA ESPECIALISTA V1 00 A UM TIPO DE DU A 68 7 3 RELAT RIO DO SISTEMA APLICADO ALARME 4250 73 7 4 APRESENTA O DO DIAGNOSTICO DA FALHA 4250 CONFORME MANUAL DO FABRIGANME a aa 74 CONCLUS ES ets a cette tennis 76 REFERENCIAS ncia canis nda a 77 Saaai 86 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Comunica o dos Subsistemas CHIAVENATO 1990 6 Figura 2 Funcionamento do Macro Sistema Produtivo BLACK 1998 7 Figura 3 Funcionamento de um FMS Adaptado de CANO 2006 8 Figura 4 Alguns Tipos de Manipuladores Adaptado de SHHEIBIA 2001 10 Figura 5 Exemplos de Manipuladores Industriais Adaptado de SHHEIBIA 2001 10 Figura 6 AGV Carregando um Chassi FERREIRA 1998 11 Figura 7 Exemplo de RGV CANO 2006 nn 11 Figura 8 RGVs Armaz ns Verticais CANO 2006 12 Figura 9 Esteira de Correia ALLWARE 2007 12 Figura 10 Rede de Comunica o Adaptado Cano 2006 13 Figura 11 Arquitetura de Rede Adaptado SOUZA 2006 14 Figura 12 Atua o d
7. o de alarmes e como manipular os relat rios gerados pelo sistema A Figura 36 apresenta a tela de ajuda do sistema V 1 00 8 Sistema Especialista Menu Relat rio Ea Selecione o arquivo da Meni Execu o do Programa Atualiza o do BD Manipula o dos Relat rios Sair Figura 36 Demonstrativo da Tela de Ajuda d Sobre A aba sobre credita os profissionais programadores que desenvolveram a programa o do sistema Esta implementa o contou com a ajuda dos alunos Alexandre Gomes da Costa e B rbara Castilho que foram respons veis pela programa o da interface de entrada e sa da apresentada 6 5 MODO DE FUNCIONAMENTO DO SISTEMA ESPECIALISTA VERS O 1 00 Para um melhor entendimento do sistema especialista Vers o 1 00 descreve se a sistem tica de funcionamento do sistema especialista O m todo busca utilizado pelo sistema especialista Vers o 1 00 o sistema de encadeamento para frente que conforme REZENDE 1996 o m todo adequado para determinar quais as consequ ncias de um dado fato ocorrido em um dado sistema Ainda citando REZENDE 1996 o encadeamento para frente pode ser descrito com base nas rela es existentes entre os elementos que o constituem O motor de infer ncia fica continuamente monitorando a base de conhecimento ou de regras com o objetivo de construir uma lista agenda das regras que t m suas premissas satisfeitas pelos fatos j exi
8. o de trabalho A 1 integrador do sistema respons vel pela an lise do funcionamento do PIMS 1 processista que analisa as informa es j processadas pelo sistema Supervisores de produ o respons veis pelo gerenciamento online de todo o processo produtivo Condutores de m quinas respons veis pelas c lulas de fabrica o atendimento de chamadas geradas pelo PIMS alimenta o codificada e descritiva no sistema 1 supervisor de manuten o que analisa as informa es j processadas pelo sistema Manutentores eletr nicos respons veis pelo atendimento das chamadas efetuadas pela produ o A seguir s o descritas a coleta e an lise dos dados que foram utilizados neste trabalho 30 3 3 COLETA E AN LISE DOS DADOS Identificados os fatores humanos e tecnol gicos e determinado o objetivo da pesquisa foi realizada a coleta sistem tica de informa es utilizando para isso v rias formas de instrumentos e t cnicas Como fontes nesta pesquisa utilizaram se fontes prim rias e fontes secund rias Segundo MONDIN 2001 fontes prim rias possuem rela o direta com a realidade e utiliza se de v rias t cnicas tais como observa o entrevistas question rios e formul rios Como fonte prim ria a entrevista semi estruturada a mais adequada para este estudo pois esta combina perguntas abertas e fechadas e permite ao entrevistado discorrer sobre o assunto sem que se fixe sobre determinadas perguntas e respos
9. pe a RT Ra N 7 2 nterfac y a A ca a P interface interface Y ZA Atuadores e sensores Figura 10 Rede de Comunica o Adaptado Cano 2006 A dissemina o da informa o ao longo da rede em rela o ao controle central pode ocorrer de v rias maneiras Esta distribui o denomina se arquitetura de rede As quatro arquiteturas b sicas de rede de comunica o s o estrela barramento anel e rvore SOUZA 2006 Estas arquiteturas funcionam conforme apresentado na Figura 11 14 ANEL Figura 11 Arquitetura de Rede Adaptado SOUZA 2006 2 6 COMUNICA O INDUSTRIAL A comunica o industrial um tema extenso e em constante evolu o n o havendo a inten o de apresentar uma ampla revis o deste tema nesta se o A comunica o pode ser expandida no sentido horizontal nos n veis inferiores field level como tamb m no sentido vertical integrando todos os n veis hier rquicos De acordo com as caracter sticas da aplica o e do custo m ximo a ser atingido uma combina o gradual de diferentes sistemas de comunica o tais como Ethernet e Profibus e interfaces oferecem as condi es ideais de redes abertas em processos industriais CONSTANTINO 2004 Num exemplo de comunica o industrial a necessidade de fazer os equipamentos fabris se comunicarem rapidamente e em rede pode levou a ind stria a desenvolver um protocolo paliativo qu
10. o dos pain is de trabalho consiste em retratar numericamente a situa o atual do equipamento c lula ou posto de trabalho e a defini o de metas para a qual o grupo est trabalhando c Quantifica o de perdas e Identifica o das categorias de perdas Para melhorar o foco de atua o da d e f 26 equipe o grupo define quais sao os tipos de perdas pane tempo de ciclo ergonomia e ergologia Defini o de hierarquia de perda Com a identifica o dos tipos de problemas a equipe analisa os impactos de cada tipo de perda e define o grau de import ncia de cada anomalia levando se em conta o tempo de atua o para a resolu o o custo estimado e o grau de impacto no KPI Valida o pelo grupo A escolha e defini o das perdas s o de compet ncia do grupo de trabalho n o podendo sofrer influ ncias externas pela legitimidade da metodologia e todas as a es devem ser tomadas em comum acordo na equipe Tema e objetivo Determinar as perdas a serem eliminadas a partir da an lise A identifica o e quantifica o pontual de cada perda s o necess rias para a interpreta o exata dos problemas Fixar objetivos Tratase da determina o de prazos e resultados das interven es Programa o das interven es Planejar as medidas corretivas Para o planejamento das medidas corretivas necess ria a an lise do cronograma de fabrica o para utiliza o dos tempos de ociosidade e determi
11. Segundo CANO 2006 embora n o haja consenso entre os v rios autores quanto origem do primeiro sistema flex vel de manufatura alguns consideram a ind stria Inglesa de m quinas ferramentas Mollins como sendo a primeira a implantar em 1968 um sistema desse tipo Ele teria sido constru do para fabricar uma grande variedade de componentes e poder operar sem a presen a do homem por longos per odos 2 5 1 Componentes de um FMS Comando Num rico Segundo CANO 2006 os componentes de um FMS s o esta es de trabalho compostas de m quinas ferramentas CNC O processo de agregar valor a um produto no processo de usinagem em um FMS se d com o uso de m quinas CNC Estas afastam a interfer ncia humana que suscet vel a erros al m de possu rem um grau de repeti o e precis o que um operador jamais conseguiria alcan ar De acordo com SILVA e BEVILACQUA 2003 o termo CN significa comando num rico ou seja t cnicas e m todos que permitem acionar e dirigir uma m quina ferramenta As informa es do tipo num rico s o decodificadas e por um comando eletr nico s o transmitidas m quina Pode se dizer que o comando num rico assume a fun o de uma m quina ferramenta executando tarefas simples ou complexas com maior rapidez confiabilidade e precis o Segundo SLACK 1995 a m quina CN uma m quina automatizada que faz seus movimentos e avan os por meio de programa o de uma fonte externa e o
12. alguma forma Pode se alterar o que a opera o faz como faz ou quando Mudan a a id ia chave Os sistemas de manufatura precisam ter a flexibilidade para atender a demanda do sistema produtivo A concep o dos novos sistemas de manufatura busca atender esta demanda e as comunica es entre os sistemas devem ocorrer de forma transparente e imediata pois uma quebra na comunica o pode levar a companhia a s rios problemas A Figura 2 Ilustra o funcionamento do macro sistema produtivo Muitas das entradas do sistema de manufatura n o podem ser controladas pela ger ncia da empresa e os efeitos e dist rbios devem ser neutralizados manipulando as entradas control veis ou o pr prio sistema Controlar a disponibilidade ou prever flutua es na demanda pode ser dif cil A economia nacional pode causar mudan as no ambiente comercial que podem transformar seriamente algumas dessas entradas BLACK 1998 Entradas Perturba es Saidas Material Um sistema de manufatura Produtos de consumo Pe as de consumo etc Um arranjo complexo de elementos fisicos Informa es Demanda z aractenzado porparametros ats mensur veis Informa es lientes externos Defeitos e sucatas Pol ticas sociais Elementos f sicos Par metros mensur veis do sistema M quinas ferramentas para processamento Tempo de atravessamento Ferramentas e maquinano Taxa de produ o Equipamentos de movimenta o Estoq
13. aspectos de interesse da estrutura do sistema s o descritos nos pr ximos t picos 6 4 1 Interface do sistema especialista proposto V 1 00 Para que fosse vi vel o desenvolvimento do sistema v rios recursos foram utilizados O hardware utilizado foi um computador HP Pavillon dv600 processador Turion 64x2 4 Gb RAM Os softwares utilizados foram Windows XP Professional como sistema operacional e Borland C para Windows como ferramenta para o desenvolvimento do sistema O sistema especialista proposto V 1 00 apresenta uma interface amig vel de f cil navega o utilizando uma interface gr fica simples a Figura 33 apresenta a tela de abertura do sistema w Sistema Especialista Menu Relat rio Ajuda Sobre Selecione o arquivo da m quina desejada Figura 33 Tela de Abertura do Sistema Especialista O sistema V 1 00 apresenta em sua tela de abertura as seguintes fun es a Menu A aba Menu disponibiliza as op es de selecionar maquina que carrega o arquivo de alarmes de uma maquina especifica nova busca que inicia a sequ ncia de resolu o de um novo alarme e a op o de sair que desabilita o sistema A Figura 34 demonstra os itens da tela Menu 62 Sistema Especialista x Menu Relat rio Ajuda Sobre Figura 34 Demonstrativo da Aba Menu b Relatorio A aba relat rio possibilita a abertura de uma nova janela onde poss vel visualizar o relat ri
14. o conhecidos como sistemas especialistas auxiliares desde que eles possam ser carregados com diferentes bases de conhecimento 3 Sistemas especialistas s o capazes de explicar como uma conclus o particular foi atingida e por que a informa o solicitada necess ria durante a consulta Isto importante pois d ao usu rio uma chance de avaliar e entender a habilidade de racioc nio do sistema portanto melhorando a confian a do usu rio no sistema 4 Sistemas especialistas usam representa es simb licas para o conhecimento regras redes ou frames e desempenham sua infer ncia atrav s de computa o simb lica que impedem manipula es similares de linguagem natural Uma exce o para isso o sistema especialista baseado em arquitetura de redes neurais 4 7 HIST RICO DOS SISTEMAS ESPECIALISTAS Os sistemas especialistas primeiro emergiram de laborat rios de pesquisa de algumas das principais universidades dos Estados Unidos da Am rica durante os anos 60 e 70 Eles foram desenvolvidos como resolvedores de problemas especializados que enfatizavam o uso do conhecimento ao inv s de algoritmos e m todos gerais de busca O primeiro sistema especialista a ser completado foi o DENDRAL desenvolvido na Universidade de Stanford no final dos anos 60 Este sistema era capaz de determinar a estrutura de componentes qu micos dar a especifica o dos elementos que constituem os componentes e grande quantidade de dados espectrom tr
15. s um per odo de v rios anos conforme conhecimentos adicionais iam sendo adicionados Testes realizados indicavam que o desempenho do MYCIN neste momento j se equiparava ao de cl nicos gerais experientes A base inicial de conhecimento do MYCIN continha aproximadamente 200 regras Este n mero cresceu gradativamente para mais de 600 regras no in cio dos anos 80 As regras adicionais melhoraram significativamente o desempenho do MYCIN atingindo o recorde de 65 de acerto que comparado favoravelmente em rala o aos cl nicos experientes que demonstravam um percentual de 60 de taxa de sucesso LENAT 1984 Desde a introdu o dos primeiros sistemas especialistas a quantidade e profundidade de aplica es cresceram dramaticamente Agora podem ser encontradas aplica es em quase todas as reas dos neg cios e do governo Elas incluem reas como e Diferentes tipos de diagn sticos m dicos medicina interna doen as pulmonares doen as infecciosas do sangue entre outras SZOLOVITZ 1982 e Localiza o de falhas em sistemas eletr nicos e eletromec nicos SANTINI 2001 e Diagn stico de sistemas de locomo o el tricos e a diesel SUCENA 2002 e Diagn stico de projetos de desenvolvimento de software VILLELA et al 2002 e Planejamento de experimentos em biologia e gen tica molecular FINAMOR et al 2005 e Previs o de danos ao solo e a planta es MACHADO et al 2003 apud FERNANDES 1997 e Identifica o d
16. 11 X Semana 12 DANTE et al 2007 53 Figura 29 Comparativo Total de NS e TS da Semana 1 a 12 Dante et al 2007 54 Figura 30 Cadastro de 8 65 57 Figura 31 Cadastro de Instru es e Procedimentos no Sistema V 1 00 59 Figura 32 Estrutura do Sistema Especialista Proposto V 1 00 60 Figura 33 Tela de Abertura do Sistema Especialista 61 Figura 34 Demonstrativo da Aba 62 Figura 35 Demonstrativo da Tela de Alarmes ra 62 Figura 36 Demonstrativo da Tela de Ajuda erra 63 Figura 37 Fluxo do Encadeamento para Frente REZENDE 1996 64 Figura 39 Tela do Dialogo Le ais ideia ld andado ara da ida ia mas 64 Figura 39 Tela de Dialogo 2 saido SS Ra ED 65 Figura 40 Descri o de Alarme NCK 2102 Adaptado de SIEMENS 2008 68 Figura 41 Sele o de M quina para Carregamento do 69 Figura 42 Tela de Informa o do C digo de 69 Figura 43 Primeira Itera o do Estado do
17. Approach Prentice Hall 2 edition 2008 SALVENDY G KARWOWSKI W Design of Work and Development of Personnel in Advanced Manufacturing Wiley IEEE United States 1994 SAM Apostila de forma o SAM Curitiba PR Renault do Brasil 2001 SANTINI C Desenvolvimento de uma Plataforma ReconFiguravel Anal gica para a Evolu o Intrinseca de Circuitos Rio de Janeiro RJ 2001 Tese de Mestrado Pontif cia Universidade Cat lica do Rio de Janeiro Dispon vel em http Avww ica ele puc rio br publicacoes download tes 0028 pdf Acesso em Julho 2008 SANTOS M Cec lia M An lise formal de protocolos de autentica o para redes celulares Rio de Janeiro RJ 2002 Disserta o Mestrado Instituto Militar de Engenharia Dispon vel http www gta ufrj br ftp qta TechReports Myrna02 Myrna02 pdf Acesso em Julho 2008 83 SCHEER A CIM Business Process Engineering Berlin Germany 1994 Springer Verlag SCHUMANN A SAP R 3 in process industries expectations experiences and outlooks Frankfurt Germany 1997 ISA Transactions Elsevier v 36 n 3 p 161 166 SHHEIBIA T A A E L Controle de um Bra o Robotico Utilizando uma Abordagem de Agentes Inteligentes Campina Grande PB 2001 Dissertagao Mestrado Universidade Federal da Para ba Coordena o de P s Gradua o em Informatica Dispon vel em http www dsc ufcg edu br copin pesquisa bancodissertacoes 2001 TarigAliAbdurrahmanEl Shh
18. CARVALHO et al 2003 PIMS Plant Information Management System um sistema de aquisi o de dados que basicamente amostra os dados dos processos residentes em fontes distintas os armazena num banco de dados temporal em tempo real e os disponibiliza atrav s de diversas ferramentas A partir de qualquer esta o de trabalho pode se visualizar tanto os dados de tempo real como hist ricos da planta Pode se montar tabelas gr ficos de tend ncia telas sin pticas e relat rios din micos concentrando a informa o e possibilitando uma vis o de todo o processo produtivo CORREA et al 2003 Segundo BECERRA e PALACIOS 2003 o objetivo do PIMS abranger os processos de tomada de decis o desde o n vel operacional at os n veis gerenciais e executivos permitindo a tomada de decis es utilizando informa es confi veis retiradas da integra o dos processos fabris utilizando todos os n veis dos processos inform ticos 22 As informa es podem ser geradas por processos de coleta de dados autom ticas e manuais integrando a tecnologia com procedimentos e estrat gias A tecnologia de transforma o de dados em informa es permite o gerenciamento da planta fabril em tempo real Al m de possibilitar a forma o de estrat gias de gerenciamento de key performance indicators KPI disponibilizando informa es que alimentam os indicadores e informa es para o reconhecimento das causas de n o performance dos mesmos O
19. CNC uma m quina automatizada que faz seus movimentos e avan os por meio de uma programa o j armazenada em seu pr prio computador A implementa o de sistemas automatizados de inspe o para o controle de processos tamb m pode ser considerado como uma revolu o do CNC Segundo GAITHER 1992 os sistemas de inspe o automatizada do controle da qualidade s o m quinas que foram integradas s inspe es de pe as de produtos para prop sito de controle de qualidade Esses sistemas executam uma ampla variedade de testes e inspe es Pode ser usado para tomar as dimens es f sicas de pe as comparar as medi es com os padr es e determinar se as pe as cumprem as especifica es de qualidade A medi o e controle na m quina ferramenta uma evolu o do CNC para o CNA comando num rico adaptativo A palavra adaptativa acrescentada porque a m quina se adapta s varia es do processo que n o constante Para certificar se da qualidade do produto manufaturado o uso de inspe es automatizadas tem se tornado amplamente aplicado nos sistemas FMS Estas inspe es podem ocorrer dentro da m quina ferramenta com o uso de sensores que controlam as dimens es toleradas do produto ou podem ocorrer com o desvio de amostras do produto entre os processos de transporte Rob industrial Tipos de rob s aplicados a carregamento e descarregamento de pe as s o conhecidos por manipuladores E
20. a diferentes mat rias primas foi ajustada para eliminar defeitos do manipulador Na segunda semana outra a o provis ria foi realizada Como houve informa es conflitantes geradas pelo RGV Steiff e pelo equipamento de avan o de pe as Grob o software de ambas as unidades foi atualizado Quatro a es diferentes foram realizadas durante a terceira semana A abertura e o fechamento das portas do centro de usinagem Grob foram ajustados ii a posi o de um sensor usado para detectar a presen a de mat rias primas para carga no centro de usinagem foi redefinida ii esse sensor foi desligado posteriormente durante essa semana e iv os alarmes dos equipamentos tamb m foram desligados Essas a es tentaram verificar se a l gica do CLP respons vel pela carga e descarga do centro de usinagem estava correta ou n o Durante a sexta semana esse CLP foi atualizado Tentativa de tomada de a es definitivas Os resultados das a es provis rias e definitivas foram analisados com base nos dados do tipo de falha TP do n mero de falhas NS e do tempo decorrido para corrigir as falhas TS Esses dados foram obtidos do PIMS A Tabela 1 indica a nomenclatura dos diferentes tipos de falha TP que foram implementados durante as a es provis rias e definitivas Cada tipo de falha foi identificado utilizando cart es com c digos de barras Sempre que ocorria uma falha no equipamento era responsabilidade dos operadores do
21. br ti artigos aspx gt Acesso em Abril 2008 DANTE J R Proposta de Confiabiliza o das Informa es do Sistema Pims da Organiza o x para Monitoramento de Panes de M quinas Um Estudo de Caso de Uma Linha Flexivel de Usinagem Curitiba PR 2005 Monografia Especializa o Universidade Tecnol gica Federal do Paran 79 DANTE J R RODRIGUES L C A SETTI J A P LAUS L P FERRAZZA P MAGAT O L Monitoring Failure On A Using Pims A Case Study Bras lia DF 19th International Congress of Mechanical Engineering November 5 9 2007 FACHIN O Fundamentos de Metodologia 3 ed S o Paulo SP Saraiva 2001 FERREIRA J C E Sistemas Integrados de Manufatura Notas de aula do Curso de Gradua o UFSC Departamento de Engenharia Mec nica 1998 Dispon vel em http www grima ufsc br jcarlos Acesso em Nov 2008 FEIJ R H B Uma Arquitetura de Software Baseada em Componentes para Visualiza o de Informa es Industriais Natal 2007 Disserta o Mestrado Universidade Federal do Rio Grande do Norte Programa de P s gradua o em Engenharia El trica Dispon vel em hitp odtd bczm ufrn br tedesimplificado tde arquivos 19 TDE 2008 06 17T044849Z 1223 Publico RafaelHBF pdf Acesso em Out 2008 FERNANDES E N Sistema Inteligente de Apoio ao Processo de Avalia o de Impactos Ambientais de Atividades Agropecu rias Vi osa MG 1997 Tese de Doutorado Uni
22. centro de usinagem identificar e inserir o tipo de falha no PIMS utilizando os cart es com c digos de barras Embora o grupo de trabalho pretendesse implementar a es definitivas ap s seis semanas de a es provis rias observou se que essas a es definitivas n o se tornaram de fato definitivas Isso ocorreu devido falta de informa es confi veis sobre falhas e a problemas de interpreta o incorreta de falhas por parte dos operadores das m quinas Para descrever esses problemas as principais causas relatadas de falhas durante as seis semanas seguintes da semana 7 semana 12 s o apresentadas nesta 49 se o A nomenclatura na Tabela 1 utilizada para relatar as falhas Evolu o semanal das a es definitivas Como ponto de partida para a tentativa de implementar as a es definitivas o grupo de trabalho analisou os dados sobre o n mero de falhas de cada tipo TP na semana 6 a ltima semana das chamadas a es provis rias As principais causas relatadas de falha na semana 6 foram os tipos de falhas A B Ce D conforme indicado na Figura 23 O TS tempo total de parada das m quinas das falhas n o est dispon vel na Figura 23 porque sua confiabilidade foi questionada pois os apontamentos manuais dos operadores das m quinas n o corresponderam s leituras do PIMS Tabela 1 Nomenclatura dos tipos de falha TP Nota o Falha defeito el trico manipulador acessa dispositivo de fixa
23. em medir os resultados em rela o ao objetivo definido e implementar corre es se necess rias i A es de elimina o do risco de reaparecimento da perda j Aplicar o PMA Plano de Manuten o Aut noma Ficha de capitaliza o e Li es pontuais para evitar o reaparecimento da perda Com os objetivos alcan ados h necessidade de adequa o das documenta es dos postos de trabalho das fichas t cnicas de funcionamento e opera o implementa o das a es de MPT manuten o produtiva total divulga o das mudan as por meio de li es pontuais e treinamentos Capitaliza o H a necessidade de oficializar todas as mudan as e divulgar os resultados as implementa es e os problemas abordados Capitalizar para outras m quinas e linhas Capitalizar a solu o para outras m quinas linhas e processos Para o sucesso da metodologia de resolu o de perdas a dissemina o do conhecimento auxilia na resolu o de problemas parecidos em outros cen rios Valorizar os resultados A valoriza o dos resultados aumenta a satisfa o dos membros da equipe e motiva o empenho para a obten o de resultados nas pr ximas resolu es de perdas Animar novas frentes de trabalhos para outras perdas O incentivo para a cria o de novos grupos de trabalho para a resolu o de perdas coloca a empresa em um ciclo de melhoria continua 28 3 DESCRI O DO PROBLEMA ABORDADO O local estudado um FMS s
24. fator influiu na mudan a de foco para o consumidor a competitividade no mercado O macro ambiente de neg cios imp e a uma companhia sobreviver no mercado com uma alta flexibilidade e com qualidade a pre os competitivos satisfazendo a demanda e com produtos diversificados que atendam os diversos nichos de mercado A explos o tecnol gica das ind strias eletr nicas nos anos 80 possibilitou o desenvolvimento de chips integrados Atualmente f cil e vi vel o uso de computadores na substitui o dos componentes mec nicos e el tricos tradicionalmente usados Revolucionando o projeto e a concep o de m quinas e sistemas industriais o controle das m quinas ferramentas por computadores foi denominado Controle Num rico Computadorizado CNC Atualmente as mais atrativas caracter sticas do CNC s o seu custo benef cio flexibilidade e alta produtividade Os arranjos f sicos funcionais sistemas de distribui o de m quinas tendem a ser modificados para explorar melhor as vantagens do CNC aliados a softwares de CAD desenho auxiliado por computador CAM manufatura auxiliada por computador A evolu o do layout nos processos automatizados resultou na gera o de sistemas de c lulas e linhas FMS sistema flex vel de manufatura CIM manufatura integrada por computador KALPAKJIAN e SCHIMID 2001 Estas c lulas e linhas completamente automatizadas s o respons veis desde a alimenta o de mat rias primas at a estocagem de
25. ncia de regras que levam a conclus o impressa ao usu rio em um estilo de linguagem de f cil entendimento humano Isto permite ao usu rio realmente ver o processo de racioc nio seguido pelo sistema para chegar a uma conclus o Se o usu rio n o concorda com os passos do racioc nio apresentados eles podem ser alterados usando o editor Para responder a uma pergunta por que o m dulo de explica o pode ser capaz de explicar porque certa informa o necess ria para o motor de infer ncia para completar um passo no processo de racioc nio antes deste ser processado Por exemplo ao diagnosticar um carro que n o pega poderia ser perguntado ao sistema por que este precisa saber o estado do distribuidor Em resposta o sistema poderia replicar que precisa 46 da informa o para determinar se o problema pode ser limitado ao sistema de igni o Novamente esta informa o permite ao usu rio determinar se o passo do racioc nio do sistema est adequado Os m dulos dos programas de explica o d o ao usu rio a habilidade de seguir os passos de infer ncia a qualquer momento durante a consulta Base de Memona de conhecimento trabalho 1 equipara o Ponto de conflito Figura 22 Processo de Infer ncia PATTERSON 1990 47 5 IMPLEMENTA O DA METODOLOGIA DE REDU O DE PERDAS Neste cap tulo descreve se a metodologia de redu o de perdas que foi implementada ou que tentou se implement la p
26. neg cios conforme apresentado na Figura 13 Esta automa o gerou um novo sistema de gerenciamento de produ o chamado EPS ou enterprise production system Segundo SOUZA 2005 o gerenciamento de toda cadeia de produ o realizado por sistemas que s o englobados no termo geral EPS Neles est o inclu dos basicamente o MES Manufacturing Execution System e o PIMS Plant Information Management System que s o respons veis por concentrar todas as rela es relevantes da c lula de produ o diretamente ligadas aos sistemas de supervis o e controle SCADA O marco inicial para o nascimento do EPS foi o aparecimento dos computadores pessoais ou PC O PC vem a substituir os antigos pain is sin pticos e as antigas mesas de controle substitu das por softwares SCADA Para operar neste novo universo de mudan as o uso do CLP controlador l gico program vel foi padronizado pela cria o de uma nova linguagem de comunica o para poder trabalhar neste novo contexto de integra o A linguagem ladder j era utilizada na documenta o de gabinetes de rel s e era uma alternativa para o tratamento de vari veis l gicas Al m de caber nas pequenas mem rias dos CLP era a linguagem universal dos eletricistas Criou se a norma IEC 61 131 3 que normaliza o ladder como linguagem oficial dos CLP LIMA 2005 17 Fun es Organizacionais i Programas i E a 9 Listado d E batho Equipamento Fun es T cnicas de Planejamento M
27. produtos acabados utilizando rob s transportadores Os sistemas FMS e CIM podem ser controlados remotamente por sistemas de controle Neles pode se verificar o andamento da linha n veis de estoque problemas na produ o e disfun es de m quinas e outros recursos GROOVER 1987 Em sistemas flex veis envolvendo v rias c lulas os processos CIM FMS podem trabalhar interligados Devido ao poss vel tamanho e complexidade destes sistemas os sistemas de controle normalmente funcionam em n vel operacional e individual por c lula de manufatura DANTE 2005 Para concentrar as informa es de controle utilizam se softwares de monitoramento BARBOSA 2006 Estes softwares recolhem e monitoram as informa es dos sistemas de controle das m quinas individuais e dos diversos equipamentos que interligam as c lulas de fabrica o Os sistemas PIMS em sua concep o somente disponibilizam e armazenam dados referentes ao sistema de manufatura O desafio est na interpreta o destes dados transformando os em informa es teis para os diferentes setores fabris como processo qualidade melhoria cont nua confiabilidade produ o e ger ncia de custos DANTE et al 2007 Aborda se nesta pesquisa a perspectiva de uma das fun es do PIMS que o monitoramento de paradas de m quinas aplicadas a panes essencial para se definir o desempenho de uma c lula flex vel de manufatura A import ncia deste estudo est em identifi
28. sticos dos centros de usinagem e do portal e o mesmo n o contempla a integra o das m quinas em um FMS conforme ilustrado na Figura 40 2102 Esclarecimento Rea o Alarme Bateria NCK O controle m nimo detensso 2 4 2 6 V da bsteria NCK foi re acionado durante a inicializa o do sistema O CN n o ests pronto O Canal n o ests pronto O inicio do CN bloqueado neste canal Os canais de comunica o s o reinicializados Visusliza o do Alarme Parada do CN em casso de Alarme Solicitamos avisar o pessoal sutorizadoou so servi o tecnico No CN retirar o modulo coms bateris ventisdore trocar a batera tipo batera de litio com cabo de conex o tamanho 1 2 AA 850 mAh min 3 2V Posteriormente deve se reinicializar o sistema j que devido so bsixo nivel de tens o existente durante s ltima desconex o do controle ouve uma perda dos dados ns mem ria RAM consultar o manual de funcionamento item 2 2 Os seguintes dados podem ter sido modificados ou perdidos completamente Dados ds msquins CN Dados ds m quina de acionamento Dados de op es Dados do usu rio Vsnaveis do ususno Subprogrsmss globais Macros e ciclos Dados do PLC Programs basico do PLC Programa do usu rio do PLC Dados do usu rio do PLC Os dsdos de ususno nasres NCK e no PLC que tenham sido modificados postenormente so ultimo backup de dados ex dsdosde feramentss e dados de pe as dever o
29. t cnicos de opera o A primeira entrevista serviu como base para compreender o funcionamento do sistema e como os dados eram processados e distribu dos na organiza o sendo que a entrevista ocorreu somente com hora marcada e no ambiente de trabalho do entrevistado gerando varias interrup es o que dificultou a primeira coleta de dados 31 3 4 DESCRI O E CARACTERIZA O DA PESQUISA DE CAMPO Esta se o tem como objetivo descrever e caracterizar a pesquisa de campo principalmente na limita o da rea e fun es do PIMS aplicado ao sistema FMS estudado O FMS subdividido em 24 opera es entre usinagens montagens lavagens e teste de veda o Para o transporte de uma opera o a outra s o utilizados esteiras de roletes e p rticos O controle da qualidade do produto acontece de forma automatizada durante processo e por controle estat stico de amostras utilizando se de m quinas tridimensionais calibradores e demais instrumentos de medi o A Figura 17 apresenta o FMS estudado 7 SEE 32 3 5 SISTEMA DE FUNCIONAMENTO DA ESTA O DE TRABALHO A Chamaremos de esta o de trabalho A a jun o de tr s opera es que trabalham em conjunto e se intercomunicam mesmo sendo m quinas de diferentes fabricantes Como j citado a esta o de trabalho A est dividida em tr s opera es opera o de carregamento manual opera o de usinagem e opera o de aplica o de produto so
30. tempo e o n mero das panes de maquinas algumas companhias utilizam sistemas que gerenciam on line as m quinas e equipamentos com a finalidade de dar apoio ao diagn stico de falhas Por m essa sa da pode se mostrar ineficaz perante a complexidade dos sistemas flex veis de manufatura Dentro deste contexto se faz necess ria a utiliza o de sistemas especialistas com uma alternativa para auxiliar a tomada de decis o e a correta interpreta o dos alarmes Este trabalho se prop e a apresentar um prot tipo de sistema especialista para o aux lio resolu o de panes de m quinas em um FMS O sistema est pautado na comunica o gerada pelos HMs do FMS com seus c digos de alarmes e na percep o do operador quando o FMS p ra sem gerar informa es de seu estado atual A simula o do sistema prot tipo ser apresentada no capitulo 7 utilizando os dados e informa es do estudo de caso que foi apresentado no cap tulo 5 onde v rios problemas de interpreta o de panes geraram informa es contradit rias que prejudicaram o resultado do grupo de resolu o de perdas que tinham como seu objetivo a redu o de tempo de parada de m quinas 6 2 CARACTER STICA DO SISTEMA ESPECIALISTA PROPOSTO Muitos crit rios podem ser utilizados para caracterizar um sistema especialista A seguir s o apresentados os crit rios adotados para a realiza o deste trabalho 6 2 1 A arquitetura do Sistema Proposto Vers o 1 00 Confor
31. 000 indica o redirecionamento para a busca do erro Este tamb m deve obedecer a uma numera o crescente para o gerenciamento das infer ncias A Figura 30 apresenta o cadastro de alarmes no sistema V 1 00 Erro l SEM CODIGO DE ERRO 0000000 Erro 2 INCK 4071 0000001 Figura 30 Cadastro de Alarmes 2 Cadastramento de instru es e procedimentos A listagem para inser o de instru es e procedimentos segue o seguinte padr o 58 C digo 00000000 Instru o ou procedimento Op es 2 Sim N o 00000001 00000002 O c digo 00000000 referente ao redirecionamento das instru es e procedimentos que devem ser executados pelos operadores Este c digo deve possuir uma nica identifica o n o podendo existir duas entradas com o mesmo c digo A instru o ou procedimento retrata a mensagem que ser exibida ao operador Para esse cadastramento necess rio a utiliza o dos delimitadores no in cio e fim da mensagem A instru o ou procedimento n o pode ultrapassar 8 linhas que o limitador do IHM do sistema V1 00 A op o 2 indica o n mero de alternativas para a instru o ou procedimento Esse valor pode variar de O a 4 op es e Op o O 5 final de itera o e disponibiliza o de relat rio e Op o 1 gt execu o de procedimento sem op es de escolha e Op o 2 a4 gt op es de escolha de direcionamento As entradas Sim e N o s o os textos apresentados
32. 4 10 EXPLICANDO COMO OU POR 45 5 IMPLEMENTA O DA METODOLOGIA DE REDU O DE PERDAS 47 5 1 RESULTADOS DAS A ES 53 6 SISTEMA ESPECIALISTA PROPOSTO eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 55 6 1 NECESSIDADE DE SISTEMAS 8 55 6 2 CARACTER STICA DO SISTEMA ESPECIALISTA 56 6 2 1 A arquitetura do Sistema Proposto Vers o 1 00 aaa 56 6 2 2 A arquitetura de programa o e atualiza o do banco de 8 5 57 6 2 3 Partes ou M dulos do sistema especialista Vers o 1 00 59 6 3 ABRANG NCIA DA SIMULA O DO SISTEMA 60 6 4 A ESTRUTURA DO SISTEMA ias encanta dera ani ef ani gia nr 61 6 4 1 Interface do sistema especialista proposto V 1 00 61 6 5 MODO DE FUNCIONAMENTO DO SISTEMA ESPECIALISTA VERS O 1 00 63 7 APLICA O DO SISTEMA V 1 00 AO ESTUDO DE 66 7 1 LISTAGEM DE FALHAS E INDICA O DOS ALARMES GERADORES 66 7 2 EXEMPLO DE APLICA
33. A C LULA 92 ANEXOS 08 FLUXO DA VERIFICA O DE ALARMES 27345 93 ANEXOS 09 FLUXO DA VERIFICA O DE ALARMES 21700 94 ANEXOS 10 FLUXO DA VERIFICA O DE ALARMES 27900 95 ANEXO 11 CADASTRO DO SISTEMA 96
34. ACAO DO TRABALHO O crescimento da tecnologia da informa o tem sido determinante no desenvolvimento das tecnologias de automa o Gra as a elas alteraram se as hierarquias e estruturas nos mais diversos setores da ind stria e alteraram se tamb m os processos de manufatura e seus sistemas l gicos A capacidade de comunica o entre dispositivos e o uso de mecanismos padronizados abertos e transparentes um componente indispens vel do conceito de automa o de hoje BLACK 1998 Segundo BLACK 1998 um meio de maximizar os benef cios da automa o adaptar a manufatura filosofia Just in time O sistema adaptado refinado atrav s de melhorias cont nuas at alcan ar o pico de efici ncia Neste ponto deve se come ar o processo de automa o Para BLACK 1998 na filosofia Just in time automatizar n o significa comprar novos equipamentos mas sim extrair o m ximo do potencial dos equipamentos e melhorar sua efici ncia 22 ABRANG NCIAS DOS SISTEMAS DE MANUFATURA Para BLACK 1998 um sistema de manufatura uma cole o ou arranjo de opera es e processos utilizados para fabricar um determinado produto ou componentes Apresentado na Figura 1 para CHIAVENATO 1990 cada sistema de manufatura constitu do de varias partes isto de v rios subsistemas Cada subsistema tem suas entradas e sa das de tal modo que as sa das de um subsistema constituem as entradas do subsistema seguinte e assim por diante
35. ARGEM OPERACIONAL PLANEJAMENTO ESTRAT GICO COMPARA O ENTRE UNIDADES DE NEG CIO TRANSFER NCIA DAS MELHORES PR TICAS Figura 15 Fluxo de Informa es PIMS BECERRA e PALACIOS 2003 CONSTANTINO 2004 descreve que uma das vantagens do PIMS est na sua alta capacidade de compacta o de dados e seu tempo de resposta para consulta de uma base ou key performance indicator um indicador de performance e desdobramento dos objetivos da empresa 23 hist rica A integra o com sistemas de gest o de neg cios pode levar a empresa a um diferencial competitivo devido a sua r pida capacidade de gest o de recursos SISTEMA EXECUTIVO 2 REDE DE N VEL E CONTATOS EMPRESARIAL APLICA ES EMPRESARIAIS SISTEMA ADMINISTRATIV Manuten o Log stica N VEL GERENCIAL aplica es dia Qualidade Aplica es de Produ o aplica es de Manuten o N VEL DE CONTROLE DE PROCESSOS e oe ESTA ES CONTROLE AVAN ADO DE i fSiSTEMA D DE OPERACIONAIS PROCESSOS Lj i Energia i J Sistema especialista ij o Controle multivariado i PLC S NC S CONTROLADORES ETC E E Figura 16 Conectividade PIMS Adaptado de BECERRA e PALACIOS 2003 Componentes do Software PIMS Os sistemas PIMS disp em de ferramentas especiais chamadas Drivers de comunica o que s o desenvolvidos com a finalidade de conectar os sistemas de supervis o industria
36. Conforme indicado na Figura 1 existe uma interdepend ncia entre os diversos subsistemas fazendo com que cada um dependa do outro para funcionar 2 3 SISTEMAS PRODUTIVOS Citando BLACK 1998 o termo mais elevado na hierarquia o sistema produtivo Um sistema produtivo inclui pessoas capital equipamentos materiais e suprimentos mercados administra o e o sistema de manufatura Segundo CHIAVENATO 1990 as empresas s o sistemas abertos em constante interc mbio com seu ambiente As empresas importam recursos do ambiente atrav s de suas entradas processam e transformam esses recursos e exportam esse resultado de processamento e transforma o de volta ao ambiente atrav s de suas sa das As rela es entre entradas e sa das fornecem a indica o da efici ncia do sistema A Figura 2 representa a intera o do sistema produtivo com o sistema de manufatura Almoxarifado montagem Figura 1 Comunica o dos Subsistemas CHIAVENATO 1990 2 4 DIFEREN AS ENTRE SISTEMAS DE MANUFATURA E SISTEMAS PRODUTIVOS Conforme a defini o j apresentada os sistemas produtivos constituem o macro ambiente da empresa ou toda a itera o entre os processos Na atualidade n o poss vel manufaturar sem controlar as variantes mercadol gicas e sociais Os sistemas de manufatura se encarregam de controlar o micro ambiente a produ o em si Conforme SLACK 1995 flexibilidade significa ser capaz de mudar a opera o de
37. Controle Segundo FERREIRA 1998 para o funcionamento integrado dos equipamentos e das m quinas necess rio a sua interliga o a um controle central encarregado de monitor los e control los de forma coesa O controlador central recebe os dados das m quinas os codifica e transforma em informa es Estas informa es s o analisadas e as m quinas s o realimentadas para corrigir dispers es do processo A realimenta o pode acontecer de forma eletr nica por meio de cabos de comunica o que s o ligados aos CLPs controladores l gicos program veis dos equipamentos de produ o 13 Al m de receber e enviar informa es do controle central que tamb m pode ser um CLP os CLPs das m quinas comunicam se por meio de sinais el tricos Para a comunica o entre os controladores das m quinas e equipamentos estes devem ser equipados com softwares programas de comunica o e hardwares placas de rede que possibilitem esta comunica o A interface dos equipamentos com o homem conhecida por IHM interface homem m quina por meio de softwares que s o capazes de interagir com os dados dos controladores de maneira amig vel facilitando ao usu rio entender os dados da m quina Todos esses caminhos de comunica o agrupados formam a rede de comunica o nos sistemas fabris como ilustrado na Figura 10 Sistema de planejamento e controle de produ o Unidade de controle do sistema flexivel de manufatura
38. EGUINTE PROCEDIMENTO Coloque o p rtico e o RGV em posi o inicial Libere o potenci metro do centro de usinagem Coloque o p rtico centro de usinagem e o RGV em modo autom tico Acompanhe o primeiro ciclo em marcha reduzida do potenci metro Continuar O NC apresenta novamente o mesmo alarme N o ATEN O EXECUTE O SEGUINTE PROCEDIMENTO Codifique o alarme no Pims como Descarregamento de programa Figura 51 Relat rio do Alarme 4250 7 4 APRESENTA O DO DIAGNOSTICO DA FALHA 4250 CONFORME MANUAL DO FABRICANTE Segundo o manual do fabricante o alarme 4250 pode ser corrigido operacionalmente com o reset do alarme no e rein cio do programa CNC como pode ser observado na Figura 52 A descri o do manual n o leva em conta a intera o da m quina em um FMS e tamb m n o descreve os procedimentos operacionais que devem ser executados para reiniciar a opera o dentro deste contexto 4250 Esclarecimento Rea o Ajuda Continua o do programa 75 Fun o FAST PLCCOM Fun o n o dispon vel Mediante este alarme se indica que so inicializar o PLC a funcionalidade do FAST PLCCOM n o ativa apesar da mesma ser requerida pelo NCK Visualiza o do alarme Equipararo PLC com a fun o FAST PLCCOM e desativar a fun o atrav s do DM do NCK Ap
39. IHM do sistema especialista V 1 00 para escolha das op es Na listagem apresentada o n mero de op es apresentadas s o duas sim ou n o Os c digos 00000001 e 00000002 s o os c digos das itera es sim e n o respectivamente Por exemplo se a op o escolhida sim o c digo da itera o ser o 00000001 e se o c digo escolhido for o n o o c digo da itera o ser o 00000002 O exemplo a seguir apresenta o cadastramento de procedimentos ou instru es com quatro op es de itera es e a Figura 31 apresenta uma parte do cadastramento do sistema V 1 00 O cadastro completo do sistema apresentado no anexo 11 e Exemplo do cadastro com quatro op es de itera es C digo 00000004 Qual foi o erro sinalizado Op es 4 Tipo A Tipo B Tipo C Tipo D 00000005 00000006 00000007 00000008 59 Codigo 0000001 A m quina parou com ferramenta em contato com a pe a Codigo 0000003 recorrente 0004 EXECUTE O SEGUINTE PROCEDIMENTO Coloque a m quina em modo manual Abra o cofre de usinagem solte a ferramenta do fuso Afaste o eletro fuso na pe a Recolha manualmente a ferramenta da pe a Insira manualmente a ferramenta no magazine 05 EXECUTE O SEGUINTE PROCE Afaste o eletro fuso da peca Opcoes 1 Continuar 0000003 Codigo 0000006 ATEN O EXECUTE O SEGUINTE PROCEDIMENTO Comunique imediatamente a m
40. Metodologia para Incorporar Conhecimento Intensivo s Tarefas de Manuten o Centrada na Confiabilidade Aplicada em Ativos de Sistemas El tricos Florian polis SC 2003 Tese de Doutorado Universidade Federal de Santa Catarina UFSC Dispon vel em http teses eps ufsc br defesa pdf 3452 pdf Acesso em Julho 2008 ALLWARE Automa o Allware Sistemas de Automa o Lida Dispon vel em http www awautomacao com br esteiras htm Acesso em Nov 2007 BARBOSA H A Detec o de Intrus o em Redes de Automa o Industrial Vitoria ES 2006 Disserta o de Mestrado Universidade Federal do Esp rito Santo Dispon vel em http sergio inf ufes br files Heber Barbosa especializacao pdf Acesso em Nov 2007 BATURONE O A Rob tica Manipuladores y Robots M viles Barcelona Marcombo 2001 BECERRA K PALACIOS G Converting Raw Data into Information the CEMEX PIMS approach Dallas 2003 Cement Industry Technical Conference Conference Record IEEE IAS PCA Issue 4 9 May 2003 Page s 333 344 Dispon vel em http ieeexplore ieee org Xplore login jsp url iel5 8568 27122 01204734 pdf arnumber 12 04734 Acesso em Nov 2007 BECK U Risk Society Towards a New Modernity Londres UK Sage 1992 78 BLACK J T O Projeto da Fabrica com Futuro Porto Alegre RS Bookman 1998 BRASIL L M de AZEVEDO F M e BARRETO J M Uma Arquitetura H brida para Sistemas Especialistas Florian polis SC 1998 Technic
41. Revista Controle e Instrumenta o vol 119 2006 Dispon vel em http pessoal utfpr edu br gustavo revista Revista Evolucao dos Protocolos paf Acesso em Out 2008 SUCENA M P Subs dios para a Aloca o de Recursos Financeiros em Sistemas de Transportes Urbanos Sobre Trilhos Baseado em Crit rios T cnicos Rio de Janeiro RJ 2002 Disserta o Mestrado Curso de Mestrado em Engenharia de Transportes do Instituto Militar de Engenharia Secretaria de ci ncia e tecnologia curso de mestrado em engenharia de transportes Dispon vel em hitp ftransportes ime eb br DIS DIS176 paf Acesso em Julho 2008 SZOLOVITS P Artificial intelligence in Medicine In P Szolovits editor Artficial Intelligence In Medicine pages 1 19 Westview Press Boulder CO 1982 THRAMBOULIDIS K Towards an Engineering Tool for the Development of Distributed Control Systems 2002 The International Journal of Advance Manufacturing Technology Springer Verlag Dispon vel em http seg ee upatras gr thrambo dev papers wfics O2paper pdf Acesso em Agosto 2008 TOFLER A A terceira onda morte do industrialismo e o nascimento de uma nova civiliza o Rio de Janeiro RJ Record 1992 URZEDA C C Software SCADA como Plataforma para Racionaliza o Inteligente de Energia El trica em Automa o Predial Brasilia 2006 Disserta o de Mestrado em Engenharia El trica Departamento de Engenharia El trica Universidade de Bras lia Dispon ve
42. UNIVERSIDADE TECNOL GICA FEDERAL DO PARAN DEPARTAMENTO DE PESQUISA E P S GRADUA O PROGRAMA DE P S GRADUA O EM ENGENHARIA MEC NICA E DE MATERIAIS PPGEM JEFERSON ROBERTO DANTE AVALIA O QUALITATIVA DE UM SISTEMA ESPECIALISTA PARA IDENTIFICA O DE PANES DE M QUINAS DISSERTA O CURITIBA 2009 UNIVERSIDADE TECNOL GICA FEDERAL DO PARAN JEFERSON ROBERTO DANTE AVALIA O QUALITATIVA DE UM SISTEMA ESPECIALISTA PARA IDENTIFICA O DE PANES DE M QUINAS Disserta o apresentada como requisito parcial a obten o do t tulo de Mestre em Engenharia do Programa de P s Gradua o em Engenharia Mec nica e de Materiais rea de Concentra o em Engenharia de Manufatura do Departamento de Pesquisa e P s Gradua o do Campus de Curitiba da UTFPR Orientador Prof Luiz Carlos A Rodrigues Dr CURITIBA 2009 TERMO DE APROVA O JEFERSON ROBERTO DANTE AVALIA O QUALITATIVA DE UM SISTEMA ESPECIALISTA PARA IDENTIFICA O DE PANES DE M QUINAS Esta Disserta o foi julgada para a obten o do t tulo de Mestre em Engenharia rea de concentra o em Engenharia de Manufatura e aprovada em sua forma final pelo Programa de P s gradua o em Engenharia Mec nica e de Materiais Prof Giuseppe Pinta de Dr Coordenador de Curso Banca Examinadora Prof Leandro dos Santos Coelho Dr Prof Jo o Antonio Palma Setti Dr PUC PR UTFPR Prof Milton Luiz Polli Dr UTFPR C
43. a es que agregam valor Os AGVs s o pequenos carros sobre rodas Eles apresentam um suporte para carga que composto por mecanismos de eleva o correntes correias ou simplesmente por roletes sobre os quais disposto o 11 pallet que uma base de sustenta o do material como demonstra a Figura 6 Os RGVs possuem a mesma fun o dos AGVs mas sua diferencia o est no uso de trilhos para guiar sua rota ou trajet ria Figura 7 Exemplo de RGV CANO 2006 O sistema de controle dos RGV s o mais simples pois sua rota j se encontra predefinida pelo pr prio trilho E como ilustrado nas Figuras 7 e 8 os RGVs s o largamente utilizados para transporte de cargas em armaz ns industriais A atividade de armazenamento tamb m pode ser automatizada por meio de dep sitos atendidos por RGVs Em FMS o uso de armaz ns verticais comum para a estocagem de dispositivo de fixa o para usinagem Esteiras transportadoras Al m dos carros transportadores comum na ind stria o uso de esteiras para trajet rias fixas O baixo custo seria um dos fatores que viabilizam sua implementa o e sua utiliza o Entre os v rios tipos de esteiras transportadoras destacam se as esteiras de roletes correias e correntes A Figura 9 ilustra a utiliza o de uma esteira de correias em uma linha de montagem automatizada 12 J Figura 9 Esteira de Correia ALLWARE 2007 2 5 2 Sistema Central de
44. a o de comandos de programa o para a execu o de fun es de controle complexas Citando MARTINS e BREMER 2002 os sistemas SCADA melhoram a efici ncia do processo de monitora o e controle Al m disso disponibilizam em tempo til o estado atual do sistema atrav s de um conjunto de previs es gr ficas e relat rios permitindo a tomada de decis es apropriadas quer automaticamente ou por iniciativa do operador 2 8 3 Componentes de um sistema SCADA Segundo THRAMBOULIDIS 2002 os componentes de um sistema SCADA s o e Sensores Os sensores fazem a convers o de par metros f sicos para par metros digitais ou anal gicos que podem ser lidos por uma esta o remota e Atuadores Os atuadores trabalham ligando e desligando determinados equipamentos de um sistema Os sensores e atuadores s o ligados aos equipamentos e controlados e monitorados pelos sistemas SCADA e Esta es remotas As esta es remotas s o computadores que se comunicam com as esta es centrais O processo de aquisi o de dados come a nas esta es remotas As esta es remotas podem ser de dois tipos 1 CLP controlador l gico program vel que apresenta como principal vantagem a 19 facilidade de programa o e controle de I O entradas e sa das 2 RTU unidade de terminal remoto que possui capacidade de comunica o incluindo comunica o via r dio S o indicados para comunica o entre as esta es onde as condi e
45. a Fuzzy uma generaliza o da l gica dos predicados desenvolvida para permitir a varia o no grau de algumas propriedades como altura Na cl ssica l gica bin ria uma infer ncia pode apenas ser verdadeira ou falsa mas na l gica fuzzy esta senten a pode ser parcialmente verdadeira L gica modal uma extens o da l gica cl ssica Tamb m foi desenvolvida para melhor representar racioc nios de senso comum permitindo condi es como prov vel ou poss vel Representa es de orienta o a objetos acondicionam um objeto junto com seus atributos ou fun es consequentemente escondendo estes fatos Neste caso opera es ser o desempenhadas atrav s do envio de mensagens entre os objetos 5 Pode se definir heur stica como uma abordagem estoc stica de otimiza o onde normalmente n o se conhece a solu o tima 38 4 3 SISTEMAS BASEADOS NO CONHECIMENTO Segundo PY et al 2001 os sistemas baseados no conhecimento foram alvo de v rias pesquisas em intelig ncia artificial realizadas com sucesso Esses sistemas s o baseados num modelo explicito de conhecimento destinado a solucionar problemas O conhecimento deve ser representado em forma de regras ou modelos de objetos Os sistemas Baseados no Conhecimento SBC ou Knowledge based systems s o sistemas que aplicam mecanismos automatizados de racioc nio para a representa o e infer ncia de conhecimento Segundo GIARRATANO e RILEY 1989 existe uma
46. a Semana 10 para a Semana 11 A migra o das falhas relatadas continuou A Figura 27 indica um aumento significativo na quantidade da falha da Semana 10 para a 11 No mesmo per odo tamb m ocorreu um aumento na quantidade de falhas D e O Por outro lado alguns tipos de falha relatados na Semana 10 n o foram relatados na Semana 11 por exemplo N F S K Le T enquanto que a quantidade de relatos de outros tipos de falha diminuiu por exemplo A e B Na Figura 27 tamb m poss vel observar que o TS total soma do tempo total de parada das m quinas aumentou em 67 minutos 1 09 h durante esse per odo Comparando o TS total nas Semanas 7 5 52 h e 11 5 43 h poss vel questionar se alguma das a es tomadas durante essas quatro semanas realmente beneficiou a produ o ou a confiabilidade do sistema 53 e Semana 11 Na Semana 11 foram realizadas revis es de software para tentar reduzir os tipos de falha Be D Como indicado na Figura 28 n o houve redu o no TS total soma do tempo total de parada das m quinas comparando as Semanas 11 e 12 Mas novamente houve uma grande varia o nas causas indicadas de falhas com um aumento significativo nos tipos de falha B De H Por outro lado houve uma redu o no tipo de falha na sepeied seioy 6 5 g a 9 3 sepcivd stioH g g a o 8 o E 3 Es TS total na
47. a de usinagem 07 B Manipulador acessa dispositivo de fixa o vazio Parada da c lula de usinagem 07 Defeito do manipulador Parada da c lula de usinagem 07 27354 08 27900 10 D Defeito sequencial em FC191 Parada da c lula de usinagem 10 27354 08 27900 10 E Falha do bloqueio anti retorno na entrada 2 21700 09 F Defeito na sa da do transportador Parada da c lula de usinagem 07 G Defeito da rede Profibus magazine desliga NCK 4291 02 NCK 4250 03 27354 08 27900 10 H Outros NCK 4250 03 7020 10 P rtico parou devido a uma falha no centro de NCK 4291 02 Usinagem NCK 4250 03 4071 04 27900 10 J Falha do bloqueio anti retorno na entrada 1 Especifico N A K Defeito do dispositivo de fixa o na mesa Especifico N A L Defeito seq encial em sep 06 Especifico N A M Defeito de dimens es do item na garra 1 Especifico N A N Defeito mec nico NCK 4071 04 27900 10 Defeito na garra 1 21700 09 P Defeito do transportador entrada da opera o 15 Especifico N A Q etiqueta de identifica o n o lida Especifico N A R defeito na garra 2 21700 09 5 falha no sensor E105 3 21700 09 pr alarme de temperatura no eixo A Especifico N A importante citar que os alarmes apresentados na Tabela 2 foram retirados do Especifico se refere a falhas que j possuem alarmes determinados NLA se refere a n o aplic vel para fluxogramas de alarmes espec ficos 68 manual do fabricante manual de instru es de diagn
48. a maior nfase na pesquisa de representa es referentes ao conhecimento organiza o da mem ria uso e manipula o de conhecimento Os sistemas baseados em conhecimento obt m seu poder a partir de conhecimentos especializados que t m sido codificados a partir de fatos regras heur sticas e procedimentos O conhecimento armazenado em uma base de conhecimento separada dos componentes de infer ncia e controle Isto torna poss vel adicionar novos conhecimentos ou refinar os existentes sem recompilar os programas de controle e infer ncia Isto simplifica em muito a constru o e manuten o de sistemas baseados em conhecimento MAIA 2007 4 2 REPRESENTA O DO CONHECIMENTO Conforme MAIA 2007 a representa o do conhecimento tem se tornado uma das prioridades das pesquisas em O conhecimento consiste de fatos conceitos e regras entre outros e pode ser representado de diferentes formas como imagens mentais no pensamento de algu m como palavras ditas ou escritas em algum idioma como gr ficos ou outras Figuras e como algoritmos ou cole es de marcas em um disco r gido de computador Qualquer escolha de representa o depende do tipo de problema a ser resolvido e dos m todos de infer ncia dispon veis Por exemplo a l gica fuzzy tipo de l gica aplicada programa o de computadores que tenta simular o pensamento humano l gica modal e m todos de orienta o a objetos Segundo GOMIDE et al 1995 l gic
49. a produ o E finalmente como resolver este problema Tais quest es ser o respectivamente respondidas nos cap tulos 3 descri o do problema abordado e 6 abordagem proposta O tema deste projeto est relacionado ind stria de manufatura mais precisamente aos sistemas automatizados e a implementa o de sistemas especialistas para apoio na tomada de decis o no ch o de fabrica A ind stria de manufatura desenvolveu se ao longo dos anos e em todas as fases de sua hist ria esteve ligada ao aperfei oamento da tecnologia Sua expans o deu se com o advento das m quinas eletromec nicas durante a segunda revolu o industrial mas que ainda n o apresentava flexibilidade na produ o o que predominou at a d cada de 1980 TOFLER 1992 As m quinas ferramenta convencionalmente utilizadas pelas ind strias de manufatura traziam a desvantagem de exigir um tempo de set up prepara o de m quina elevado o que contribu a para que se tornasse cada vez mais dif cil uma estrutura flex vel e eficiente de organiza o das empresas para a confec o de produtos diversificados O avan o tecnol gico que se apresenta revolucionou as rela es entre as empresas e os consumidores Atualmente o consumidor tem uma percep o bem maior de seus direitos e poderes o que passou a exigir das ind strias a produ o de produtos capazes de satisfazer seus desejos e aspira es cotidianas Al m da persuas o do consumidor outro
50. abelecimento de submetas s o eventualmente satisfeitas ou negadas Se satisfeitas a cadeia de retorno estabelecida e portanto confirma a meta principal Quando regras s o executadas a a o resultante pode ser a reposi o de novos fatos na mem ria de trabalho uma requisi o para informa es adicionais do usu rio ou simplesmente a parada do processo de busca Se o conhecimento apropriado tiver sido armazenado na base de conhecimentos e todos os valores de par metros requeridos tiverem sido fornecidos pelo usu rio as conclus es ser o encontradas e reportadas ao usu rio O encadeamento continua conforme as equipara es possam ser encontradas entre senten as nas mem rias de trabalho e as regras na base de conhecimento Alguns sistemas utilizam tanto o encadeamento para frente quanto o encadeamento para tr s dependendo do tipo do problema e das informa es dispon veis Da mesma forma regras podem ser testadas exaustivamente ou seletivamente dependendo do controle da estrutura No MYCIN regras na base de conhecimentos s o testadas exaustivamente 4 10 EXPLICANDO COMO OU POR QUE O m dulo de explica o proporciona ao usu rio uma explica o do processo de racioc nio quando solicitado Isto feito em resposta a uma pergunta como ou uma pergunta por que Para responder a uma pergunta como o m dulo de explica o rastreia a cadeia de regras solicitadas durante a consulta com o usu rio A sequ
51. agsro siarme apertando a tecla RESET Reiniciaro programa da pe a Figura 52 Diagn stico da Falha 4250 Adaptado de SIEMENS 2008 76 8 CONCLUS ES O desenvolvimento da presente pesquisa foi realizado em torno de um estudo de caso de uma f brica de motores da regi o de Curitiba que utiliza um software PIMS Sistema de Gerenciamento de Informa es de Planta para monitoramento on line e identifica o de falhas atrav s de apontamentos realizados pelos usu rios do FMS sistema flex vel de manufatura de usinagem de blocos de motores Os desafios relacionados utiliza o do PIMS s o evitar o envio cadastro de erros e facilitar a interpreta o dos dados eliminando se tamb m erros de interpreta o Para o problema analisado durante a implementa o das a es a identifica o das causas das falhas n o foi eficiente Isso ocorreu principalmente devido ambiguidade da nomenclatura de causas de falhas TP gerando problemas de interpreta o os operadores das m quinas frequentemente tinham mais de um tipo de falha para escolher sempre que ocorria uma falha Na tentativa de resolver este problema a f brica estudada implementou um grupo de melhoria cont nua Kaizen cujas a es foram descritas nesta disserta o Como o grupo Kaizen n o teve sucesso na solu o dos problemas expostos em fun o das defici ncias de apontamento e de identifica o das causas de falhas prop e se o uso de um sistema especia
52. al report Departamento de Inform tica e Estat stica Universidade Federal de Santa Catarina CANO 6 E V T cnica de Navega o de um Rob M vel Baseado em um Sistema de Vis o para Integr lo em uma C lula Flex vel de Manufatura Distrito Federal 2006 Disserta o de Mestrado Universidade de Bras lia Departamento de Engenharia Mec nica Dispon vel em http Awww unb br ft enm sistmec villa pdf Acesso em Mar o 2008 CARVALHO F B TORRES B S Fonseca M CONSTANTINO 5 F Sistemas PIMS Conceitua o Usos e Benef cios Santos SP 2003 VII Semin rio de Automa o de Processos da Associa o Brasileira de Metalurgia e Materiais ABM CHIAVENATO Inicia o ao Planejamento e Controle de Produ o S o Paulo SP MC GRANHILL 1990 CONSTANTINO S F Notas de Aula UFMG Atualizado em 2004 Dispon vel em http www delt ufmg br seixas Acesso em Mar o 2008 CORREA H L GIANESI G N M Planejamento programa o e controle da produ o MRP II ERP conceitos uso e implanta o S o Paulo SP 1997 Atlas CORREA E J M REZENDE C F HERMESMEYER J 5 CORTES R F TORRES B S TEIXEIRA E L FONSECA M O Utiliza o de Sistema PIMS para Apoio as Atividades da Manuten o e Metalurgia na CST Santos SP 2003 VII Semin rio de Automa o de Processos da Associa o Brasileira de Metalurgia e Materiais ABM Dispon vel em lt http www atan com
53. andes n meros de itens na mem ria Ainda citando PATTERSON 1990 o conhecimento pode ser organizado na mem ria para f cil acesso por um m todo conhecido como indice Isso soma ao grupo o conhecimento de uma forma que palavras chave podem ser usadas para acessar grupo 39 As palavras chave apontam para os grupos de conhecimento Como resultado a busca por uma parte espec fica do conhecimento fica limitada apenas ao grupo ou seja a uma fra o da base do conhecimento ao inv s de toda a mem ria A escolha da representa o pode simplificar as opera es de organiza o e acesso Por exemplo frames interligados em uma rede representam uma estrutura de organiza o vers til Cada frame ir conter todas as informa es associadas e fechadas sobre um objeto e conter ponteiros associados aos frames dos objetos relacionados tornando poss vel rapidamente acessar esta informa o Os processamentos subsequentes tamb m envolvem tipicamente poucos frames relacionados 4 4 MANIPULA O DO CONHECIMENTO Segundo MENDES 1997 as decis es e a es em sistemas baseados no conhecimento v m da manipula o do conhecimento de maneiras espec ficas E conforme PATTERSON 1990 tipicamente algumas formas de entrada input a partir do teclado do usu rio ou de um sensor ir o iniciar a busca por uma meta ou decis o Isto requer que fatos conhecidos na base de conhecimento sejam localizados comparados equiparados e possiv
54. anuten o Codifique o alarme no Pims como alarme de Erro de posicionamento Opcoes 0 Figura 31 Cadastro de Instru es e Procedimentos no Sistema V 1 00 6 2 3 Partes ou M dulos do sistema especialista Vers o 1 00 A Figura 32 apresenta o sistema especialista proposto V 1 00 baseado na estrutura proposta por Patterson 1990 que foi apresentada na Figura 21 A Interface de Entrada e Sa da o pr prio IHM do sistema onde o operador interage com o sistema inserindo as respostas das op es e executando as verifica es ou procedimentos que o sistema apresenta H um M dulo de Ajuda help que explica ao usu rio como utilizar o sistema 60 O Motor de Infer ncia envia Interface de Entrada e Sa da IHM informa es e quest es provenientes da Base de Conhecimento e coleta as respostas das quest es respondidas pelo usu rio Toda vez que o Motor de Infer ncia utilizado as quest es informa es apresentadas ao usu rio e tamb m as respostas a estas quest es s o armazenadas permitindo ao Gerador de Relat rio a gera o de um relat rio com o hist rico dos problemas de uma m quina A Base de Conhecimento armazena todas as informa es referentes aos poss veis problemas de paradas de m quinas no FMS Por fim h o Editor que permite incluir alterar as informa es na base de conhecimento M dulo de Gerador de ajuda relat rio Interface de Motor de Base de en
55. apazes de lidar com aspectos como o andamento de uma ordem de produ o enquanto a mesma est em progresso e sujeita a restri es de capacidade vari veis em curto prazo Um MES coleta e disponibiliza informa es do ch o de f brica fazendo a liga o entre o sistema de planejamento e a f brica em si ROZENFELD e ZANCUL 2000 Para CORR A et al 1997 basicamente o MES realiza dois pap is principais O primeiro controlar a produ o Para tal considera o que efetivamente foi produzido e como foi produzido permitindo compara es com o planejado e em caso de incoer ncias auxiliando na tomada de a es corretivas O segundo liberar ordens de produ o Atrav s do detalhamento da programa o da produ o definida pelo MRP o sistema se preocupa em garantir que o plano seja cumprido Citando WESTERLUND 1996 independentemente de qu o eficiente seja planejamento a realidade nem sempre ocorre conforme o programado Erros de previs o problemas de qualidade gargalos de capacidade quebras de m quina falhas de comunica o e inefici ncias variadas podem prejudicar o plano diminuindo o desempenho da produ o Os sistemas em geral n o conseguem enxergar estes problemas e nem sempre suprem as necessidades da organiza o quanto s informa es de corre o e preven o Desta forma o MES quando efetivamente implantado complementa os recursos de planejamento fornecendo informa es coordenadas e de
56. ara Carregamento do Arquivo b Carregamento do arquivo de m quina e sele o de alarme Assim que o arquivo carregado o sistema disponibiliza o inicio da busca e pergunta se o IHM informou o c digo do alarme Em caso positivo o operador digita o c digo e inicia a busca Caso negativo de informa o do c digo o sistema inicia o encadeamento para falhas sem indica o de alarmes A Figura 42 apresenta a tela de digita o do c digo do alarme ou erro Sistema Especialista Menu Relat rio Ajuda Sobre Busca Foi informado o c digo do emo o SIM NAO Informe o c digo do erro 4250 Figura 42 Tela de Informa o do C digo de Alarme 70 Processo de itera o A partir do carregamento do arquivo e sele o do alarme o sistema inicia a intera o perguntando ao operador o estado do programa CNC nas m quinas de usinagem do FMS A Figura 43 apresenta a primeira itera o do sistema Sistema Especialista Menu Relat rio Ajuda Sobre C digo do erro 4250 A m quina parou no final do programa CNC 7 Figura 43 Primeira Itera o do Estado do CNC Ap s a verifica o da situa o inicial o sistema verifica a informa o de recorr ncia do alarme conforme ilustrado na Figura 44 Em caso de recorr ncia o sistema orienta o operador a comunicar imediatamente a manuten o e codificar o alarme como alarme de bateria NCK Sistema Especialista
57. ara estudar as causas de falhas na esta o de trabalho em quest o O processo envolveu pessoal trabalhando no FMS por exemplo operadores de m quina de manuten o de engenharia de processos de gest o de qualidade e um supervisor de produ o Esse grupo come ou analisando o n mero de paradas da esta o de trabalho bem como as causas relatadas de falhas em um per odo de seis semanas Com base nesse relat rio de seis semanas ficou evidenciado que os motivos indicados das falhas n o foram realmente identificados ou tiveram apenas uma descri o gen rica O software PIMS permite que os usu rios programem alarmes de produ o Com base nos dados de CLP e CNC pode ser poss vel diagnosticar os problemas de produ o Mas esses alarmes programados devem ser minuciosamente desenvolvidos Como consequ ncia da metodologia de redu o de perdas a efic cia e a precis o dos alarmes programados do PIMS foram questionados Algumas indica es dos alarmes foram gerais e n o permitiram identificar a causa efetiva das falhas da m quina Especificamente houve informa es conflitantes geradas pelo RGV Steiff e pelo equipamento de avan o de pe as Grob O grupo da metodologia de redu o de perdas decidiu que os operadores da esta o de trabalho apontariam manualmente os alarmes de falhas e o n mero de vezes que eles foram acionados durante um turno de trabalho A i 5 A es provis rias Com base no relat rio de seis
58. ateriais era CAD CAM Log stico PCP Controle dos Pa Pedidos Vendas Esbo o de Estimativas de Custo Produto Fixa o do Pre o Planejamento Mestre Ea da Produ o rojeto Gerenciamento do Material Ro PLANEJAMENTO Planejamenio das Planejamento Necessidades de do Processo Capacidade Ajustamento da Capacidade Libera o dos Programa o Pedidos Controle das M quinas Controle da NC CNC DNC e Produ o dos Rob s gt m gt m j O IMPLEMENTA O Controle do Sistema de transporte interno Coleta de Dados p Operacionais Controle do invent rio Controle Controle da quantidades Montagem tempos custos poid ep ajou ogn OVSVLINANS Td Manuten o Controle da Expedi o Garantia da Qualidade Figura 13 Modelo Y CIM Processos de Neg cio Adaptado de SCHEER 1994 2 8 2 Sistemas SCADA A palavra SCADA vem do acr nimo Supervisory Control And DAta Trata se de um software de gerenciamento online que se divide em duas partes conforme sua concep o A primeira parte do software respons vel pela coleta de dados no sistema produtivo e pela codifica o destes para informa es A segunda parte se responsabiliza pelo armazenamento das informa es e distribui o das mesmas de forma hier rquica Ou seja a defini o de softwares de gerenciamento online nasce na gera o de softwares do tipo SCADA que al m da coleta e transfor
59. bre adaptadores 3 6 SISTEMA PIMS DA EMPRESA Para melhor entendimento do sistema PIMS da organiza o abordou se o sistema em 6 etapas sendo e Objetivos e Entradas e Processo e Sa das e Controles e Retro alimenta o A Figura 18 representa a intera o dos componentes do sistema OBJETIVOS ENTRADAS SAIDAS PROCESSO DE TRANSFORMA O RE ALIMENTA O Figura 18 Sistema Base CHIAVENATO 1990 O objetivo do PIMS est na atua o direta das causas de performance e n o performance onde performance pode ser definida dentro dos par metros da capacidade te rica produtiva do equipamento como as m quinas em estado de refer ncia funcionamento cont nuo fluxos constantes sem intervalos tempo de ciclo do fabricante e aus ncia de falhas e n o performances no contexto de perda de produtividade com paradas pr prias e induzidas ultrapassagem de tempo ciclo e n o qualidade do produto 33 Entradas ou alimenta o do sistema Para o sistema PIMS esta alimenta o gerada a partir de dados introduzidos no sistema que podem ocorrer de tr s formas e Alimenta o autom tica e Alimenta o codificada e Alimenta o manual Sa das de informa o As sa das de informa o s o o resultado do processo de transforma o de dados em informa o No contexto do estudo a abordagem de sa das de informa o no sistema PIMS aplicado no acompanhamento de paradas de m quinas
60. car os dist rbios causados pelas informa es que s o extra das do sistema do monitoramento de paradas de m quinas aplicado a panes ii na relev ncia de se trabalhar estas informa es de forma correta e iii disciplinar o uso das ferramentas de gest o Al m disso dentro do contexto apresentado chega se seguinte problem tica Quais as a es necess rias para monitorar de maneira eficaz os par metros de produ o visando a redu o das panes e aprimorando a opera o de m quinas em um FMS de usinagem Esta disserta o visa apresentar uma resposta fact vel para esta quest o O restante do presente trabalho foi organizado da seguinte forma No cap tulo 2 apresentada uma revis o da automa o opera o e controle de sistemas de manufatura No cap tulo 3 descreve se o problema abordado No cap tulo 4 feita uma revis o de sistemas especialistas No capitulo 5 descreve se uma primeira tentativa de resolver o problema de panes no FMS de usinagem utilizando a metodologia de redu o de perdas No capitulo 6 apresentada a abordagem proposta com a descri o do sistema especialista proposto No capitulo 7 feita a aplica o do sistema especialista em uma das principais falhas apresentada no capitulo 5 E no capitulo 8 s o apresentadas as conclus es da presente disserta o 1 1 OBJETIVOS 1 1 1 Objetivo Geral Pretende se propor uma alternativa para a confiabiliza o das informa es geradas pelo PIMS na m
61. cesso em Julho 2008 KALPAKJIAN S SCHIMID S R Manufacturing Engineering and Technology 4 ed Prentice Hall 2001 LENAT D B Automated Theory Formation In Mathematics Pittsburgh PA 1984 Computer Science Department Carnegie Mellon University 15213 Dispon vel em http dli iiit ac in ijcailJCAI 77 VOL2 PDF 061 pdf Acesso em Out 2008 LESSA A FREITAS A WALKER R A Solu es CIM Aplicadas a Engenharia Simult nea Rio de Janeiro RJ 1999 Encontro Nacional de Engenharia de Produ o ENEGEP Dispon vel em http www abepro org br biblioteca ENEGEP1999 A0295 PDF Acesso em Julho 2008 LIMA F S Estrat gia de Escalonamento de Controles PID Baseado em Regras Fuzzy para Redes Industriais Fundation Field Bus Usando Blocos Padr es Natal RN 2005 Disserta o de mestrado do programa de p s gradua o em engenharia el trica da UFRN Dispon vel em http odtd bczm ufrn br tedesimplificado tde arquivos 19 TDE 2006 12 201105302Z 464 Publico AlessandroJS pdf Acesso em Agosto 2008 MAIA L T SISTEMAS DE SUPERVIS O INTELIGENTE Bras lia DF 2007 Disserta o de mestrado Publicado em PPGENE DM 322 07 Departamento de Engenharia El trica Universidade de Bras lia 81 MACHADO C C GARCIA A R SILVA E F Compara o de Taxas de Eros o em Estradas Florestais Estimadas pelo Modelo WEPP Water Erosion Prediction Project modificado em rela o a medi es experimentais 2003 Revista rvor
62. da por Computador Computer Integrated Manufacturing Manufatura Integrada por Computador Programmable Logic Controller Controladores L gicos Program veis Numerical Control Adjustable Comando Num rico Ajust vel Computer Numerical Control Controle Num rico Computadorizado Digital Alarm Communications Server Monitor Digital de Comunica o de Alarme Data Link Layer Camada de Liga o de Dados Enterprise Production System Sistema de Gerenciamento de Produ o Manufacturing Flexible System Sistema Flex vel de Manufatura High Speed Ethernet Rede de Alta Velocidade Artificial Intelligence Intelig ncia Artificial Man Machine Interface Interface Homem M quina Key Performance Indicators Indicadores Chave de Performance Manufacturing Execution System Sistema de Execu o de Manufatura Manufacturing Execution System Association Associa o Internacional de Sistemas de Execu o de Manufatura Material Requirement Planning Planejamento das Necessidades de Materiais Number of Stops Numero de Paradas Plant Information Management Systems Sistema de Gerenciamento de Informa es Da Planta Planning and Production Control Planejamento e Controle de Produ o Plano de Manuten o Aut noma Robotic Institute Association Associa o e Instituto Rob tico Rail Guided Vehicles Ve culo Guiado por Trilho Remote Terminal Unit Unidade de Terminal Remoto Rossum s Universal Robots Rob Universal Rossu
63. deste trabalho esta pautada na implementa o de um sistema especialista para auxiliar sistematizar e disponibilizar atrav s do desenvolvimento incremental de um prot tipo que utiliza o conhecimento dos profissionais que trabalham na resolu o de panes em sistemas flex veis de manufatura Dado o problema apresentado no cap tulo 3 pretende se e Apresentar a base de dados listando alguns dos principais problemas el tricos e mec nicos da c lula e Apresentar proposta de um sistema especialista que a partir dos alarmes ou mensagens apresentados nas interfaces homem m quina HM do centro de usinagem e do p rtico conduza o operador atrav s de perguntas e respostas at a identifica o do problema ocorrido e que ser apontado no sistema PIMS e Fazer a implementa o computacional do sistema especialista baseado em regras e Realizar a valida o do sistema computacional gerando alarmes que podem se originar de diversas causas quando as maquinas s o conectadas a um FMS 6 1 NECESSIDADE DE SISTEMAS ESPECIALISTAS EM FMS A concorr ncia de mercado automobil stico tem levado os sistemas de produ o a operarem cada vez mais enxutos com efic cia e efici ncia Neste contexto imprescind vel o uso de ferramentas de apoio tomada de decis o capazes de aumentar a confiabilidade 56 do sistema produtivo reduzindo o n mero e ou dura o das paradas n o programadas das m quinas Na tentativa de reduzir o
64. e Online v 27 n 3 Dispon vel em http www scielo br pdf rarv v27n3 a04v27n3 pdf Acesso em Julho 2008 MARTINS V amp BREMER C F Proposta de uma Ferramenta de Integra o entre Sistema ERPSCADA Caso Pr tico Curitiba 2002 XXII Encontro Nacional de Engenharia de Produ o Dispon vel em http www abepro org br bibliotecaENEGEP2002 TR12 0107 pdf Acesso em Dez 2007 MATA R S Interface Hart Foundation Fieldbus ISA Show South America S o Paulo SP 2002 Dispon vel em ftp users dca ufrn br artigos 2004 isa fuzzy ff 2004 pdf Acesso em Dez 2007 MENDES D Intelig ncia Artificial Sistemas Especialistas no Tratamento da Informa o Ci ncia da Informa o v 26 n 1 p 39 45 jan abr 1997 MONDIN G G Aprendizagem de Executivos no Setor Automobil stico Estudo de Caso na Volkswagen Audi do Brasil Florian polis SC 2001 Disserta o Mestrado em Engenharia de Produ o Programa de P s Gradua o em Engenharia de Produ o Universidade Federal de Santa Catarina PASSOS A Sistema Especialista Aplicado Assist ncia T cnica Estudo de Caso em uma Organiza o Fabricante de Produtos de Telecomunica es Florian polis SC 2005 Disserta o Mestrado Programa de P s Gradua o em Engenharia mec nica da UFSC Dispon vel em __http www tede ufsc br teses PEMC0854 pdf Acesso julho 2008 PATTERSON D W Introduction to Artificial Intelligence and Expert Systems New Jer
65. e estruturas de componentes qu micos ABEL et al 2004 e Localiza o de falhas em sistemas de computador e comunica es PASSOS 2005 e Avalia o de empr stimos para institui es financeiras ADAMOWICZ et al 2002 e An lise de sistema estrutural para verifica o de danos de um terremoto BECK 1992 43 e An lise de estoques para sele o de portf lio de produtos REZENDE 2002 e Desenvolvimento de sistemas de integra o de manufatura LESSA et al 1999 e Aplica es militares na avalia o do campo de batalha e oceano SANTOS 2002 e Diversas reas do direito como avalia es de casos civis falhas em produtos assaltos agress es e localiza o de diferentes precedentes da lei ROVER 2001 e Planejamento de curr culos para estudantes HEIDEMANN 1999 e Ensino de tarefas especializadas e auxilio na resolu o de falhas em equipamentos ALKAIM 2003 e Diagn stico de faltas em sistemas de pot ncia ZURN et al 2004 4 8 ESTRUTURAS DE SISTEMAS BASEADOS EM REGRAS A forma mais comum de arquitetura usada em sistemas baseados no conhecimento o sistema baseado em regras Este tipo de sistema utiliza conhecimento codificado na forma de regras ou seja se ent o regras Exemplo 1 SE Condi o 1 e Condi o 2 e Condi o 3 ENT O Tome a a o 4 Exemplo 2 SE O p rtico parou no meio do ciclo ENT O Verifique o sensor de presen a de pallets do RGV Cada regra representa um peq
66. e utiliza a cablagem conjunto de cabos j existente e que transita sinais digitais sobre sinais anal gicos Este protocolo conhecido como Hart tem aplica o permanente nos sistemas fabris MATA 2002 Segundo CONSTANTINO 2004 a Fieldbus Foundation decidiu implementar a rede 100 MBPS com TCP IP conservando a DLL Data Link Layer utilizada no padr o Field Bus Esta rede promove a interliga o de segmentos de baixo n vel com o controle de processo A Figura 12 ilustra os tipos de protocolo e sua atua o Os protocolos mais conhecidos e usados s o 15 e Sensor bus integra sensores e atuadores discretos transmiss o HSE High Speed Ethernet bits e Device bus integra dispositivos inteligentes e mais complexos transmiss o bytes e Field bus especializada em varia es anal gicas e controle transmiss o em blocos 2 7 CONTROLE DO SISTEMA DE MANUFATURA Segundo BLACK 1998 os elementos f sicos importantes para todo sistema de manufatura s o pessoas processos de manufatura e equipamentos auxiliares usados para estocar e manusear materiais Estes sistemas tendem a ser dif ceis de modelar porque e O tamanho e a complexidade do sistema podem inibir o seu controle devido ao tempo envolvido nesta a o e A dificuldade de se obter dados ou informa es corretas diretas e n o conflitantes e Dificuldade na defini o de metas principalmente em quest es que gerem conflitos sociais e Mudan a do sistema de
67. edu o de perdas tem o objetivo de eliminar sistematicamente todas as categorias de perdas e aprimorar a performance dos equipamentos e linhas de manufatura de uma organiza o O nome metodologia de redu o de perdas o nome usado na empresa estudada para o m todo Kaizen A ferramenta utiliza m todos estruturados para identificar quantificar e tratar as perdas pelo ciclo PDCA O objetivo da apresenta o desta se o relatar a es que s o tomadas por muitas empresas mas que como ser apresentado n o foram capazes de resolver ou mesmo detectar as causas mais importantes para as paradas de m quinas A metodologia de elimina o de perdas possibilita o uso de ferramentas de gest o 25 padronizadas adotadas por muitas empresas As ferramentas s o QC Story PDCA 5 Por Ques Diagramas de Pareto Trabalhos em Grupo Li es Pontuais e Padroniza o E como estas ferramentas de gest o n o focam os objetivos da pesquisa estas ser o citadas e a explica o dos seus significados apresentados no gloss rio O manual da metodologia de redu o de perdas prop e que para o sucesso na implementa o da metodologia deve se seguir o cronograma estruturado passo a passo DANTE 2005 Sucintamente descreve se os passos do cronograma da metodologia de redu o de perdas No cap tulo 5 apresentada a aplica o deste m todo na tentativa de solu o do problema proposto a Sele o do equipamento piloto e Fixa
68. eibiazip pdf Acesso em Jan 2008 SILVA A D BEVILACQUA J C Implementa o de P s Processadores em Sistemas CAD CAM Dedicados Uberl ndia MG 2003 Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabrica o COBEF Anais ABCM 10p Dispon vel em http graco unb br alvares temp revisao COF 161032277 Alexandre pdf Acesso em abril 2008 SILVA E Z Autonoma o e a Elimina o das Perdas A Base de uma Estrat gia de Produ o para Assegurar uma Posi o Competitiva na Industria Porto Alegre RS 2002 Disserta o de Mestrado em Engenharia PPGEP UFRGS Dispon vel em http www producao ufrgs br arquivos publicacoes Edson Silva pdf Acesso em Fev 2008 SILVA R A C Intelig ncia Artificial Aplicada a Ambientes de Engenharia de Software Uma Vis o Geral INFOCOMP Journal of Computer Science 4 4 27 37 2005 Disponivel em http www dcc ufla br infocomp artigos v4 4 artO4 pdf Acesso em mar o 2008 SLACK N Administra o da Produ o S o Paulo Editora Atlas 1995 SOUZA A Sistema de Ger ncia de Informa o de Processos Industriais via WEB Natal RN 2005 Disserta o de Mestrado Programa de P s Gradua o em Engenharia El trica da Universidade Federal do Rio Grande do Norte UFRN Dispon vel em http odtd bczm ufrn br tedesimplificado tde_arquivos 19 TDE 2006 12 20T105302Z 464 Publico AlessandroJS pdf Acesso em julho 2008 84 SOUZA H J Evolu o dos Protocolos de Comunica o
69. elmente alterados de alguma maneira Este processo pode alterar as propriedades de outras submetas e requerer entradas adicionais e ent o uma solu o final ser encontrada As manipula es representam o equivalente computacional ao racioc nio Isto requer uma forma de infer ncia ou dedu o usando o conhecimento deduzindo se resultados a partir de regras Todas as formas de racioc nio requerem certa soma de busca e equipara o De fato estas duas opera es de longe consomem a maior parte do tempo computacional em sistemas de Por esta raz o importante se ter disponibilidade de t cnicas que limitem a quantidade de buscas e equipara es requeridas para comparar qualquer tarefa dada Muitas pesquisas t m sido realizadas nesta rea para encontrar melhores m todos Conforme MENDES 1997 pesquisas t m buscado m todos que auxiliem a tornar sol veis muitos problemas considerados intrat veis Eles ajudam a limitar ou evitar a chamada explos o combinat ria em problemas que s o de busca comum 4 5 AQUISI O DE CONHECIMENTO Dois dos principais gargalos na constru o de sistemas baseados no conhecimento s o a aquisi o e valida o do conhecimento Conhecimento pode vir de v rias fontes 40 como especialistas livros relat rios e artigos t cnicos entre outros Para ser til conhecimento precisa ser exato apresentado no n vel adequado de codifica o completo no sentido de que todos os fatos essenc
70. es estudado 34 3 7 REALIMENTA O DO SISTEMA PRODUTIVO QUANTO AS PANES DE M QUINA Para que ocorra a correta realimenta o do sistema produtivo necess ria a tomada de a es Em posse das informa es trabalhadas no quadro de indicadores monta se um plano de a o sobre os equipamentos mais penalizantes do processo Este plano de a o aborda diferenciadamente cada opera o o tipo de an lise sobre a pane a causa da pane o respons vel geral a a o a ser tomada o respons vel pela interven o o prazo o avan o e a data da resolu o A informa o do avan o retrata a situa o atual da interven o o que pode ser dividido em 3 n veis interven o em an lise em implanta o e implantado e validado A Figura 20 apresenta o funcionamento do quadro de indicadores do FMS de bloco de STE pese aro Ca all ADAPTADOR i ver motores SARS Bes OPS 1 PFO sam ESA Sus E SE Se a PUNC ONAMENTO FALTA PEGA SATURA O Tao FALTA CXTERINA Figura 19 Tela Sin ptica DANTE 2005 3 8 ESTUDO DE CASO PRIMEIRA TENTATIVA DE MONITORAMENTO DE FALHAS UTILIZANDO PIMS Esta se o retrata a primeira tentativa de monitoramento de falhas utilizando um software PIMS no FMS da empresa estudada As informa es de par metros de 35 manufatura foram obtidas com um software PIMS SAM Quando as informa es sobre falhas de equipamentos foram analisada
71. guras 23 e 24 poss vel notar que o tipo de falha A desapareceu nas Semanas 7 e 8 Mas surgiram tipos de falha diferentes H le K Tamb m como consequ ncia das a es corretivas executadas na Semana 7 o tipo de falha B apresentou um aumento em seu tempo total de parada das m quinas TS na Semana 8 enquanto que o tipo de falha D apresentou uma diminui o significativa em seu TS Durante o mesmo per odo houve uma redu o no TS total soma de 35 minutos ou 0 59 h N mero de paradas Figura 23 Semana 6 DANTE et al 2007 e Semana 8 Na Semana 8 foi analisado o tipo de falha D foram realizadas simula es de processos e os tempos de processamento foram corrigidos Conforme indicado na Figura 24 n o foram medidas melhoras significativas no tipo de falha D Mas houve uma redu o no TS total soma do tempo total de parada das m quinas de 46 minutos ou 0 76 h N o foi encontrada nenhuma explica o para o surgimento de novos tipos de falha 51 especificamente o tipo de falha A na Semana 9 conforme demonstrado na Figura 25 a n o ser a interpreta o das falhas por parte dos operadores Isso pode ser explicado pelo fato de RGV Steiff e o equipamento Grob possu rem suas pr prias interfaces homem m quina e de que cada interface tendia a apresentar mensagens diferentes de falhas N mero de paradas sepeied sesoH N mero de paradas o A 51 sepeied 58
72. hine interventions under such circumstances Keywords Expert system Flexible manufacturing system Plant information management system viii SUMARIO RR RE vi ABS TRAC apa vii LISTA DE FIGURAS o o O a nde LISTA DE TABELAS i xiii LISTA DE ABREVIATURAS E 5 xiv di INTRODUCA pp 1 111 OBJETIVOS usina star niacina aan 3 1 1 1 Objetivo Geral rear aerea aeee aaa arena nana anna aaa aaa a anna aaa a nana aaa aaaaaaaaaaararaaaarara a 3 Te 2 Objetivos SSPECITICOS 3 2 REVIS O DE SISTEMAS DE 5 2 1 AUTOMATIZACAO DO TRABALHO casaca calo 5 2 2 ABRANG NCIAS DOS SISTEMAS DE 5 20 SISTEMAS PRODUTIVOS carrear ina are sancanianinse at elecdta ds Quesada a donde de a tnt eens 5 2 4 DIFEREN AS ENTRE SISTEMAS DE MANUFATURA E SISTEMAS PRODUTIVOS 6 2 5 SISTEMAS FLEX VEIS DE 7 2 5 1 Componentes de um FMS EA A EA EE 8 2 5 2 Sistema Central de Controle rara aa aaaaaaaaeea aaa aa aanaaaaanaaaaaa 12 2 6 COMUNICA O INDUSTRIAL 226500520200
73. ia respostas de quest es atrav s das interfaces de entrada sa da usando informa es din micas por exemplo o estado atual de um sensor espec fico juntamente com conhecimento est tico regras e fatos armazenados na base de conhecimentos O conhecimento na base de conhecimentos usado para originar conclus es sobre o caso corrente ou situa o que for apresentada pela entrada do usu rio O processo de infer ncia carregado recorrentemente em tr s est gios 1 Equiparar 2 Selecionar 3 Executar Durante o processo de equipara o o conte do da mem ria de trabalho comparado aos fatos e regras contidos na base de conhecimentos Quando equipara es consistentes s o encontradas as regras correspondentes s o postas em um ponto de conflito Para encontrar uma equipara o apropriada substitui es podem ser requeridas Uma vez que todas as equipara es de regras tiverem sido adicionadas ao ponto de conflito durante um dado ciclo uma das regras selecionada para a execu o A regra 45 selecionada ent o executada e carregada A Figura 22 exemplifica o processo de infer ncia Por exemplo no MYCIN a meta inicial em uma consulta O paciente tem certa doen a Isto gera submetas a serem estabelecidas como certa bact ria est presente no paciente Determinar que certa bact ria estivesse presente pode requerer algumas coisas como testes em amostras tiradas do paciente Estes processos de est
74. iais e regras est o inclu dos e livre de inconsist ncias Fatos deduzidos heur sticas procedimentos e regras de um especialista pode ser um lento e tedioso processo A experi ncia em constru o de d zias de sistemas especialistas e outros sistemas baseados no conhecimento t m mostrado que esta a etapa que consome mais tempo e dinheiro no processo de constru o PATTERSON 1990 Isto tem levado ao desenvolvimento de algumas ferramentas sofisticadas de aquisi o incluindo uma variedade de editores inteligentes que s o editores que proporcionam assist ncia aos engenheiros do conhecimento e usu rios de sistemas O problema da aquisi o tem tamb m estimulado pesquisas em sistemas de m quinas que aprendem ou seja sistemas que podem obter novos conhecimentos de forma aut noma sem a ajuda humana Visto que sistemas baseados no conhecimento dependem de acentuadas quantidades de conhecimento de alta qualidade para terem sucesso essencial que os melhores m todos de aquisi o refinamento e valida o sejam desenvolvidos A ltima meta desenvolver t cnicas que permitam que sistemas aprendam novos conhecimentos de forma aut noma e continuamente aprimorem a qualidade do conhecimento que possuem 4 6 ARQUITETURA DE SISTEMAS ESPECIALISTAS Os sistemas especialistas ainda s o produtos da Intelig ncia Artificial 4 Eles t m se tornado umas das mais importantes inova es da desde que foram mostrados como prod
75. ica de intera o com os softwares mais usados no mercado tais como EXCEL e ACCESS Estas possibilidades garantem ao usu rio que ele mesmo gere seus relat rios personalizados sem estar amarrado s limita es do PIMS Al m destas formas de visualiza o as informa es podem ser acessadas atrav s de uma tela de resumo e pela internet O sistema permite tamb m a Investiga o de problemas podendo se comparar uma situa o de produ o normal com uma situa o problem tica A compara o ressalta quais vari veis n o se encontravam em seu valor previsto ou t pico Estas vari veis podem corresponder mesma opera o historicamente ou em compara o com outras opera es diferentes Outra vantagem do sistema o cruzamento de informa es de opera es diferentes Uma das maneiras de se extrair a real capacidade produtiva de uma opera o est no cruzamento das informa es de diferentes opera es realizando se um benchmark Tamb m se faz poss vel a verifica o de vari veis externas que influem no processo O software permite classific las como variantes da manufatura Por exemplo a leitura de sensores que detectam a temperatura do ambiente fora da f brica o consumo de energia de algumas opera es etc O PIMS armazena esses dados possibilitando a verifica o hist rica dos mesmos disponibilizando e cruzando informa es 2 9 METODOLOGIA DE REDU O DE PERDAS Segundo SILVA 2002 a metodologia de r
76. icos obtidos de qu micos experientes para auxiliar a restringir o problema e em consequ ncia reduzir o espa o de busca Durante os testes o DENDRAL descobriu uma grande quantidade de estruturas at ent o desconhecidas por qu micos experientes Como os pesquisadores ganharam mais experi ncia com o DENDRAL eles perceberam o quanto dif cil extrair conhecimento especialista de especialistas Isto levou ao desenvolvimento do Meta DENDRAL um componente aprendiz para o DENDRAL que era capaz de aprender regras de exemplos positivos ou seja era uma forma de 42 aprendizado indutivo Pouco tempo ap s o DENDRAL ter sido completado iniciou se o desenvolvimento do MYCIN na Universidade de Stanford O MYCIN um sistema especialista que d o diagn stico de doen as infecciosas do sangue e determina uma lista de tratamentos para o paciente Em Stanford diversos projetos diretamente relacionados ao MYCIN foram tamb m conclu dos incluindo um componente de aquisi o de conhecimento chamado de THEIRESIUS um componente tutorial chamado GUIDON e um programa auxiliar chamado EMYCIN para o Essential MYCIN O EMYCIN foi utilizado para a constru o de outros sistemas de diagn stico incluindo o PUFF um especialista em diagn stico para doen as pulmonares O EMYCIN tamb m se tornou o formato modelo para diversos sistemas comerciais especializados em ferramentas de constru o O desempenho do MYCIN se aprimorou significativamente ap
77. is Pela variedade de fabricantes os sistemas de supervis o podem apresentar heterogeneidade Atualmente os sistemas PIMS apresentam uma vasta gama de drivers para comunica o entre os sistemas que englobam tecnologias de comunica o de troca de informa o SOUZA 2005 N o havendo drivers de comunica o que n o se integrem aos sistemas PIMS os fabricantes disponibilizam ferramentas que facilitam a confec o de novos drivers para a mesma O armazenamento de dados acontece de forma compacta por meio de algoritmos o que viabiliza o armazenamento em discos r gidos ocupando o m nimo de espa o poss vel Estes algoritmos trabalham de uma forma excludente que eliminam par metros desnecess rios para o armazenamento Al m da divis o das informa es em n veis hier rquicos o sistema disponibiliza as informa es que podem ser acessadas por sites remotos ou pela Internet V rios softwares PIMS possibilitam a visualiza o de informa es 24 a grandes dist ncias entre plantas manufatureiras que est o em lados opostos do globo terrestre FEIJ 2007 Os fabricantes de softwares PIMS disponibilizam ferramentas gr ficas para visualizar as informa es de forma mais simples e com maior agilidade possibilitando aos usu rios consultar as informa es online e tamb m cruzar as informa es hist ricas com as atuais CONSTATINO 2004 As informa es contidas dentro do banco de dados do PIMS possuem uma caracter st
78. istema flex vel de manufatura implantado numa f brica da regi o metropolitana de Curitiba Paran sendo utilizado para manufaturar blocos virabrequins e cabe otes automotivos divididos por produtos em tr s linhas de produ o diferenciadas que alimentam uma linha de montagem de motores produto final da planta fabril Aplica se o estudo de caso no setor de usinagem de blocos de motores da f brica da regi o metropolitana de Curitiba Para melhor identifica o dos objetivos e n o tornar o estudo de caso muito amplo definiu se como objeto de estudo uma c lula de fabrica o esta o de trabalho onde inicialmente foi aplicada a Metodologia de Resolu o de Perdas sem a obten o dos resultados almejados Para a identifica o da esta o de trabalho na pesquisa dentro do setor esta foi identificada como esta o de trabalho A 3 1 AMOSTRA DOS ELEMENTOS TECNOL GICOS Como na identifica o do local s o identificados os elementos tecnol gicos necess rios para a delimita o do universo pesquisado A seguir s o descritos os elementos tecnol gicos estudados Componentes da Esta o de Trabalho A A esta o de trabalho A composta de e 2 elevadores de paletiza o manual e 1 talha para carregamento de esteiras manual e 2 esteiras de entrada modelos de produtos diferenciados e 1 esta o PC para controle de entradas automatizado e 1 portal central de comando dos rob s e 2 rob s independentes se
79. l em lt http odtd bce unb br tedesimplificado tde arquivos 19 TDE 2007 02 16T114839Z 675 Publico Claiton 20Cesar 20de 20Urzeda pdf gt Acesso em Set 2008 VERNADAT F B Enterprise modeling and integration principles and applications London UK Chapman amp Hall 1996 VILLELA K SANTOS G TRAVASSOS G ROCHA A R Melhoria de Processos de Software e Evolu o de Ambientes de Desenvolvimento de Software com base no Conhecimento do Dom nio e na Cultura Organizacional Gramado RS 2002 85 Simp sio Brasileiro de Qualidade de Software Dispon vel em lt http www bd dcc ufmg br 8080 colecoes sbqs 2002 004 pdf gt Acesso em Julho 2008 WESTERLUND T ERP and MES Integration Reducing Cycle Time Chicago 1996 Industrial computing conference Datalogix International Inc p 91 95 ZURN H H ROLIM G J CARDOZO J Diagn stico de Faltas em Sistemas de Potencia Defini o do Problema e Abordagens via Intelig ncia Artificial Sba Controle amp Automa o Online 2004 vol 15 n 2 pp 215 229 ANEXOS 01 FLUXO DA VERIFICA O DE ALARMES NCK 2102 86 ANEXOS 02 FLUXO DA VERIFICA O DE ALARMES NCK 4291 87 ANEXOS 03 FLUXO DA VERIFICA O DE ALARMES NCK 4250 88 ANEXOS 04 FLUXO DA VERIFICA O DE ALARMES NCK 4071 89 ANEXOS 05 FLUXO DA VERIFICA O DE ALARMES NCK 3001 90 ANEXOS 06 FLUXO DA VERIFICA O DE ALARMES NCK 7020 91 ANEXOS 07 FLUXO DA VERIFICA O DE ALARMES D
80. les fazem o carregamento descarregamento e transporte de pe as em m quinas ferramentas Segundo SALVENDY e KARWOWSKI 1994 a RIA Robotic Institute Association define como um manipulador multifuncional re program vel projetado para mover materiais pallets ferramentas ou dispositivos especializados atrav s de movimentos programados para o cumprimento de tarefas variadas A Figura 4 exemplifica v rios tipos de manipuladores divididos conforme a movimenta o de seus eixos e segundo SHHEIBIA 2001 os tipos de manipuladores s o e Articulado ou Rotacional e Cil ndrico 10 e Esf rico ou Polar e Cartesiano ou Retangular e Scara Selective Compliance Assembly Robot Arm e Spine e P rtico ou M veis MILACRON T3 PUMA 560 Figura 5 Exemplos de Manipuladores Industriais Adaptado de SHHEIBIA 2001 Ve culo aut mato H instala es de transporte manuseio de materiais que movem pe as entre esta es de trabalho O tempo de transporte do produto de uma opera o de manufatura at a outra n o agrega valor algum ao produto e para maximizar este tempo nos FMS pode se fazer uso de transportadores automatizados como esteiras rob s ou carros H v rios tipos de carros transportadores mas os mais usuais na ind stria s o os AGV ve culo guiado automaticamente e os RGV ve culo guiado por trilho Conforme SLACK 1995 AGV s o pequenos ve culos aut matos que movem materiais para locais de oper
81. lista que oriente o operador na sua rea o primeiras a es de reparo em caso de parada de m quina Ainda que n o tenha sido discutido neste trabalho sabe se que parte do tempo de parada de m quina se deve busca do operador de m quina pela causa desta parada Ou seja parte do tempo de parada deve se tentativa de resposta a duas indaga es 1 O que aconteceu e 2 O que devo fazer O sistema especialista possibilita a es imediatas e precisas podendo evitar perdas de tempo e danos nas m quinas Por fim mostrou se que o sistema especialista proposto se constitui numa alternativa para a redu o dos erros de apontamento das paradas de m quina dando aos grupos Kaizen ou de melhorias cont nuas e ao software PIMS os meios necess rios para que estes se tornem efetivos 77 REFER NCIAS ABEL M SILVA L A L ROS L F D MASTELLA L S CAMPBELL J NOVELLO T PetroGrapher Managing Petrographic Data and Knowledge Using an Intelligent Database Application Expert Systems with Applications 2004 v 26 n 1 Dispon vel em _ http www endeeper com ESWA2004 PetroGrapher pdf Acesso em Julho 2008 ADAMOWICZ E C CARVALHO EUGENIA S S BARBOZA A O Reconhecimento de Padr es na An lise Econ mico Financeira de Empresas Curitiba PR 2002 XXII Encontro Nacional de Engenharia de Produ o Dispon vel em http www abepro org br biblioteca ENEGEP2002 TR62 0913 pdf Acesso em Julho 2008 ALKAIM J L
82. liza o do sistema para um alarme espec fico qual foi o arquivo carregado qual foi o alarme escolhido e o passo a passo da execu o da itera o A Figura 51 apresenta o relat rio do alarme 4250 apresentado na se o 7 2 O relat rio permite a cria o de um hist rico para rastreabilidade das execu es de diagn sticos de problemas a verifica o das execu es de procedimentos operacionais na corre o ou tentativa de elimina o de falhas e na an lise de causa raiz de problemas 74 Tue Nov 03 01 13 43 2009 M quina selecionada C Users jeferson Desktop Sistema cods C digo inicial do problema 4250 A m quina parou no final do programa CNC Sim O alarme recorrente N o ATEN O EXECUTE O SEGUINTE PROCEDIMENTO Coloque a m quina em modo manual Verifique fisicamente a pe a no cofre de usinagem carregue o programa correspondente Coloque o centro de usinagem em modo autom tico com o potenci metro em zero Abra o painel do IHM do centro de usinagem desconect conecte o cabo ethernet Coloque o p rtico da c lula de usinagem e RGV em modo manual Verifique as seguintes informa es nos IHMs do p rtico RGV e centro de Usinagem tipo de pe a na garra estado das pe as nas garras e tipos de adaptadores na mesa distribuidora Compare as informa es do p rtico e do IHM do RGV com a situa o f sica Continuar As informa es est o corretas Sim ATEN O EXECUTE O S
83. ltar ao encadeamento anterior a qualquer momento no processo de resolu o do problema Sistema Especialista Menu Relat rio Ajuda Sobre C digo do emo SEM CODIGO DE ERRO O RGV apresenta defeito de sequ ncia 5 Sim o N o ve eine Figura 39 Tela de Dialogo 2 66 7 APLICA O DO SISTEMA V 1 00 AO ESTUDO DE CASO Com o objetivo de discutir a viabilidade do sistema especialista V 1 00 apresenta se a seguir a sua aplica o a um caso espec fico Dados da aplica o da metodologia de perdas Kaizen para redu o de panes de m quinas em uma c lula de um FMS de uma empresa de fabrica o de Blocos de Motores da regi o metropolitana de Curitiba foram utilizados como base para o desenvolvimento desta aplica o Os t picos que seguem descrevem os principais alarmes desta c lula o modo convencional de resolu o e apontamento de panes e por fim a aplica o do sistema especialista V 1 00 para a resolu o da mesma Tamb m os detalhes de alguns alarmes segundo o manual do fabricante das m quinas s o apresentados Como o objetivo deste cap tulo o de discutir a viabilidade do sistema V 1 00 e para n o tornar o mesmo exaustivo apresenta se a utiliza o do sistema para um tipo de pane espec fica que pode ser interpretada e codificada de diversas formas pelo operador do FMS da f brica estudada conforme j apresentado no cap tulo 5 Outros alarmes que podem ser confundidos pelo
84. m Supervisory Control and Data Supervis rio e Controle de Dados Time of Stops Tempo de Paradas 1 INTRODU O O tema deste estudo a avalia o qualitativa de um sistema especialista para identifica o de panes de m quinas esta avalia o est baseada em um estudo de caso de uma linha flex vel de usinagem Neste estudo de caso analisa se a aplica o de um ambiente computacional PIMS que monitora um processo automatizado de usinagem de blocos para fabrica o de motores de uma organiza o situada na regi o metropolitana de Curitiba S o abordados na pesquisa os fatores de coleta de dados a transforma o de dados em informa es a realimenta o do sistema e suas inter rela es A efici ncia de um sistema de acompanhamento de parada de m quinas em uma linha flex vel de manufatura depende do fator humano e tecnol gico DANTE et al 2007 O primeiro est vinculado condi o de alimenta o de transforma o de interpreta o e da utiliza o dos dados do sistema que pode ser adequado ou n o O segundo refere se capacidade do sistema na leitura de dados e no seu processamento mas que tamb m est condicionado ao elemento humano respons vel pela sua implementa o tecnol gica Em face da verifica o da problem tica citada busca se uma resposta para o seguinte problema Quais s o os impactos causados pela m alimenta o do sistema PIMS no acompanhamento de paradas de m quinas na gest o d
85. ma o de dados s o tamb m respons veis pela interface dos CLP e terminais remotos de uma rede industrial com softwares PIMS Conforme CONSTANTINO 2004 o PIMS coleta os dados do sistema SCADA e os 18 armazenam em uma base de dados em tempo real para que esta possa ser acessada posteriormente com o intuito de tomada de decis es estrat gicas de car ter econ mico financeiro Conforme URZ DA 2006 um sistema SCADA permite que um operador fa a mudan as de um ponto remoto em controladores CLP distantes para v lvulas chaves de abrir ou fechar monitorar alarmes e ou juntar informa es de um instrumento de um processo local para um processo amplamente distribu do como campos de leo ou g s sistemas de oleoduto sistemas de distribui o de energia ou sistemas geradores hidroel tricos Neste contexto o sistema SCADA refere se resposta do sistema de controle a mudan as no processo e os faz de maneira semelhante em tempo real ao controle do sistema em um ambiente virtual Segundo URZ DA 2006 inicialmente os softwares SCADA eram basicamente telem tricos e informavam periodicamente o estado corrente do processo industrial monitorando sinais representativos de medidas e estados de dispositivos atrav s de um painel de l mpadas e indicadores sem que houvesse qualquer interface aplic vel com o operador A evolu o tecnol gica dos computadores permitiu um papel de gest o de escolha e tratamento de dados e a ger
86. me apresentado na se o 4 8 a forma mais comum de arquitetura usada em sistemas baseados no conhecimento o sistema baseado em regras O sistema V 1 00 utiliza conhecimento codificado na forma das regras se ent o regras Para exemplificar o sistema apresenta se parte de um problema real utilizando o processamento por regras SE o IHM apresenta o c digo de erro 4250 ENT O SE m quina parou no final do ciclo ENT O SEN O SE a m quina n o parou no final do ciclo ENT O SE h recorr ncia do alarme ENT O chamar manuten o SE a ferramenta parou em contato com a pe a ENT O 57 Cada regra do sistema representa uma pequena parte do conhecimento do especialista Todo o encadeamento ou itera o das regras leva a verifica o dos fatos execu o de procedimentos e a conclus es que podem ser conhecidas ou n o 6 2 2 A arquitetura de programa o e atualiza o do banco de dados A arquitetura para programa o e atualiza o do banco de dados obedece aos seguintes padr es e regras 1 A listagem para inser o de alarmes segue o seguinte padr o Erro Valor C digo 00000000 O valor do erro indicado acima deve ser crescente em rela o aos n meros de erros j listados Por exemplo se j existirem 10 erros cadastrados no banco de dados o pr ximo erro dever possuir o valor 11 O c digo refere se ao c digo de erro apresentado pelo IHM da m quina Por exemplo NCK 4250 O valor 00000
87. mo t cnicas de manufatura estrat gias financeiras formas de melhorar a sa de entre outros 4 1 SISTEMAS BASEADOS EM CONHECIMENTO Segundo PATTERSON 1990 Uma das importantes li es aprendidas com a Intelig ncia Artificial durante os anos 60 foi que o prop sito geral de solucionadores de problemas que continham um n mero limitado de leis ou axiomas era muito fraco para serem eficazes na resolu o de problemas de qualquer complexidade Essa conclus o eventualmente levou ao desenvolvimento dos que hoje s o conhecidos como sistemas baseados em conhecimento sistemas que dependem de uma base de conhecimento para realizar tarefas complexas Conforme GORZ e CRUZ 2005 Edward Feigenbaum resumiu na Confer ncia Internacional sobre Intelig ncia Artificial em 1977 o fato de que o poder real de um sistema especialista vem do conhecimento que possui em vez dos esquemas de infer ncia e outros formalismos que ele emprega Isso formou a base para alguns dos novos sistemas especialistas emergentes que vinham sendo desenvolvidos desde os anos 70 incluindo o MYCIN um sistema especialista desenvolvido para diagnosticar doen as infecciosas no sangue Segundo BRASIL 1998 trabalhos realizados em 1 4 t m sido propostos referentes aos sistemas conhecidos como baseados no conhecimento incluindo trabalhos com vis o 37 aprendizado resolu o geral de problemas e entendimento da linguagem natural Esta mudan a tem levado a um
88. na o dos recursos humanos e financeiros Priorizar as categorias de perdas de acordo com o objetivo A adequa o das interven es deve coincidir com o objetivo principal da equipe Fixar os avan os do grupo de trabalho Os resultados e avan os da equipe s o divulgados em per odos semanais nos pain is de trabalho de cada equipe Programa o e avalia o das an lises e medidas corretivas Utilizar as diferentes ferramentas de an lise para identificar as causas A an lise de causa deve obedecer a uma interpreta o cientifica para a valida o da an lise Isto se faz com o uso de ferramentas como a an lise dos 5 por qu s an lise de causa e efeito e 5W2H por exemplo Acompanhamento das an lises at encontrar as verdadeiras causas para erradicar as perdas Tamb m necess ria a medi o dos resultados das interven es para certificar a efic cia e efici ncia das mesmas 27 g Aplica o das a es Alterar o or amento budget caso necess rio para aplicar as a es Para aplica o das interven es necess ria a verifica o de viabilidade conforme or amento Caso haja a n o disponibilidade de recursos financeiros a equipe deve comprovar retorno de investimento para altera o do or amento do setor Aplicar as a es As a es de interven o devem seguir o fluxo PDCA h Confirma o de a es Verificar os resultados do plano de a o A verifica o dos resultados consiste
89. nadas cartesianas Grob De acordo com os relat rios do PIMS essa esta o de trabalho apresentou o n mero mais alto de paradas de m quina e tamb m o maior tempo de indisponibilidade devido a falhas do equipamento Para tratar deste problema a empresa aplicou a metodologia de redu o de perdas descrita na se o 5 e que se assemelha a um Kaizen 36 4 SISTEMAS ESPECIALISTAS Segundo SILVA 2005 a Intelig ncia Artificial uma ci ncia que abrange uma variedade de subcampos que v o desde reas de uso geral como aprendizado e percep o at tarefas mais espec ficas como jogos de xadrez E conforme RUSSELL e NORVIG 2003 a Intelig ncia Artificial sistematiza e automatiza tarefas intelectuais e portanto potencialmente relevante para qualquer esfera da atividade intelectual humana Segundo PATTERSON 1990 o importante papel que o conhecimento tem na constru o de sistemas inteligentes extensamente aceito por pessoas experientes em rela o intelig ncia artificial A intelig ncia artificial tem dado novo significado e import ncia ao conhecimento Agora pela primeira vez poss vel empacotar conhecimento especializado e vend lo como um sistema que pode raciocinar e tirar conclus es O potencial deste importante desenvolvimento come a a ser percebido Imagine poder comprar um incans vel e confi vel conselheiro que d conselhos de alto n vel profissional em reas espec ficas co
90. ndo um para carregamento e um para descarregamento e 3 centros de usinagem e 1 armaz m de adaptadores armazenamento autom tico por RGV e 2 RGVs sendo um para carregamento e um para descarregamento Sistemas de comunica o industrial Para a conex o dos equipamentos no FMS e comunica o com o sistema PIMS utilizam se tecnologias de comunica o industrial como PROFIBUS ETHERNET e DAKS Digital Alarm Communications 29 Server ou Monitor Digital de Comunica o de Alarme 9 Sistema PIMS O sistema PIMS foi desenvolvido com exclusividade e adaptado para o sistema de manufatura implantado Esta adapta o foi necess ria para a interconectividade das plantas fabris da empresa estudada no mundo Mesmo se as plantas fabris possu rem diferentes sistemas produtivos de manufatura estas utilizam o PIMS para facilitar a troca de informa es e experi ncias num contexto global 3 2 AMOSTRA DO ELEMENTO HUMANO As pessoas envolvidas no campo do estudo foram selecionadas com os seguintes crit rios Ser colaborador na empresa estudada Ter conhecimento operacional ou t cnico do software PIMS Interagir com o sistema de PIMS Trabalhar no setor ou com o setor de usinagem de blocos da empresa estudada Interagir na esta o de trabalho estudada indistintamente de sexo idade ou hierarquia Dentro deste universo selecionaram se as pessoas segundo sua inteligibilidade com o sistema PIMS e a esta
91. o de alarme atual carregar o arquivo de um relat rio passado salvar o relat rio atual ou apagar o relat rio A Figura 35 apresenta a tela de relat rios Os relat rios s o gerados on line conforme o usu rio navega nas telas de resolu o de problemas respondendo s perguntas ou efetuando as a es pedidas pelo sistema Relat rio Carregar Relat rio Salvar Relat rio Limpar Sun Oct 18 01 56 55 2009 M quina selecionada C Users jeferson Desktop Sistema cods C digo inicial do problema SEM CODIGO DE ERRO Os centros de usinagem terminaram o ciclo Sim O RGV apresenta defeito de sequ ncia Sim A mesa distribuidora esta completa Sim ATEN O EXECUTE O SEGUINTE PROCEDIMENTO Apagar alame e colocar mesa em posi o inicial Verificar se fisicamente os adaptadores do RGV correspondem a configura o de pe as no p rtico e centros de usinagem Continuar A configura o est correta Sim ATEN O EXECUTE O SEGUINTE E Figura 35 Demonstrativo da Tela de Alarmes Os relat rios do sistema V 1 00 apresentam as informa es da data e hora da consulta do alarme o arquivo de alarmes carregado o caminho do banco de dados e o passo a passo da resolu o do problema 63 c Ajuda A ajuda do sistema V 1 00 compreende as informa es de como executar o programa como realizar a atualiza o do banco de dados como a inserir novas solu es de resolu
92. o dos objetivos a serem atingidos pela linha de manufatura A fixa o dos objetivos da linha produtiva acontece com o atendimento da demanda levando se em conta o tempo ciclo da linha e o custo do valor de transforma o do produto e Identifica o do equipamento problema O uso do PIMS possibilita a visualiza o do equipamento com problema e a detec o pode ocorrer com a interpreta o online vendo a repeti o de satura es e repeti o de panes ou no modo offline na leitura dos KPI key performance indicator como o numero de panes ou tempo de panes de m quinas e Estudo da possibilidade de capitaliza o A empresa estudada entende como capitaliza o o sincronismo das interven es necess rias dentro do per odo de auto manuten o manuten o preventiva executada pelos operadores ou seja parar o equipamento para melhoria ou corre o fora do per odo produtivo b Constru o e organiza o de grupos de trabalho e Montagem de equipes para atua o no equipamento problema O material de apoio da empresa define que deve ser montada uma equipe multidisciplinar para a resolu o do problema Esta equipe formada pelos seguintes personagens gerentes chefes de linha supervisores representante da rea de progresso cont nuo confiabilista representante da rea de m todos mec nico eletr nico 15 minutos m ximo e condutor operador 15 minutos m ximo e Anima o em pain is de trabalho A anima
93. o vazio defeito do manipulador defeito sequencial em FC191 falha do bloqueio anti retorno na entrada 2 defeito na sa da do transportador defeito da rede Profibus magazine desliga outros p rtico parou devido a uma falha no centro de usinagem falha do bloqueio anti retorno na entrada 1 defeito do dispositivo de fixa o na mesa defeito sequencial em sep 06 defeito de dimens es do item na garra 1 defeito mec nico defeito na garra 1 defeito do transportador na entrada da opera o 15 etiqueta de identifica o n o lida defeito na garra 2 falha no sensor E105 3 pr alarme de temperatura no eixo A gt e Semana 7 Duas a es corretivas foram solicitadas pelo grupo de trabalho na semana 7 Para corrigir os tipos de falhas Be C relatados na semana 6 o software do CLP que controla o Steiff e o equipamento de avan o de pe as Grob foi atualizado Tamb m foi feito 50 um backup do programa do CLP Para corrigir o tipo de falha D foi trocada uma v lvula hidr ulica no equipamento de avan o de pe as Grob Os resultados dessas implementa es foram informados como Semana 7 na Figura 24 Observe que a soma do TS tempo total de parada das m quinas de diferentes tipos de falha na Semana 7 foi 5 52 h ou 5 horas e 31 minutos Comparando as Fi
94. onitora o de panes de m quinas em uma linha flex vel de manufatura Basicamente ser proposto um sistema especialista baseado em regras que permita o diagn stico das falhas j que a monitora o de panes de m quinas ocorre por meio de mensagens por vezes insuficientes para a tomada de a es corretivas adequadas Al m disso no caso estudado como a alimenta o dos dados de panes de m quinas no sistema PIMS ocorre manualmente o uso de um sistema especialista guiar o usu rio na identifica o da falha e na execu o das a es corretivas prim rias que permitam reinicializar o sistema em pane de forma segura ao usu rio e ao sistema 1 1 2 Objetivos espec ficos Entre os objetivos espec ficos deste trabalho cita se Identificar o fluxo das informa es do sistema de acompanhamento de paradas de m quinas aplicado a panes de m quinas este apresentado no cap tulo 3 Documentar a depend ncia do sistema de acompanhamento de paradas de m quinas em rela o ao fator humano apresentado no cap tulo 3 Identificar o impacto causado pelas informa es extra das do sistema de acompanhamento de paradas de m quinas este apresentado no cap tulo 5 Propor um sistema especialista para permitir um diagn stico das falhas adequado Analisar o resultado da aplica o do sistema de acompanhamento de paradas de m quinas e sua rela o com o fator humano e tecnol gico 2 REVIS O DE SISTEMAS DE MANUFATURA 2 1 AUTOMATIZ
95. operador s o descritos em forma de fluxogramas em anexo e se aplicam s principais falhas do estudo de caso apresentado tamb m no cap tulo 5 7 1 LISTAGEM DE FALHAS E INDICA O DOS ALARMES GERADORES Como exposto no cap tulo 5 o fato de que nenhuma a o definitiva foi eficaz para reduzir significativamente o n mero de falhas NS e o tempo total de parada das m quinas TS indica que o grupo de trabalho n o conseguiu identificar as causas das falhas Durante todo o per odo analisado o tipo de falha causas de falhas indicado sempre se alterou Era responsabilidade dos operadores das m quinas indicar o tipo de falha sempre que ocorria uma falha e a ambig idade das defini es de tipo de falha permitiram que os operadores selecionassem uma das diversas possibilidades Para elimina o da migra o ou ambiguidade das defini es dos apontamentos pelo operador analisou se as falhas mais impactantes apresentadas na Tabela 1 e definiu se os principais alarmes e alertas que podem ser geradores destas falhas As principais falhas com seus principais alarmes geradores s o apresentados na Tabela 2 e seus fluxogramas de resolu o s o apresentados nos anexos Tabela 2 Nomenclatura dos tipos de falha x alarmes geradores 67 Nota o Falha alarmes Anexos A Defeito el trico 2102 01 NCK 4250 03 NCK 3001 05 21700 09 27900 10 27354 08 Parada da c lul
96. os Protocolos Constantino 2004 15 Figura 13 Modelo Y CIM Processos de Neg cio Adaptado de SCHEER 1994 17 Figura 14 Rela es Entre as reas Adaptado de SCHUMANN 1997 21 Figura 15 Fluxo de Informa es PIMS Becerra e Palacios 2003 22 Figura 16 Conectividade PIMS Adaptado de Becerra e Palacios 2003 23 Figura 17 Planta Estudada FMS de Bloco de Motores DANTE 2005 31 Figura 18 Sistema Base CHIAVENATO 1990 32 Figura 19 Tela Sin ptica DANTE 2008 34 Figura 20 An lise e Plano de A o DANTE 2005 35 Figura 21 Estrutura de um Sistema Especialista PATTERSON 1990 44 Figura 22 Processo de Infer ncia PATTERSON 1990 46 xi Figura 23 Semana 6 DANTE et al 2007 50 Figura 24 Comparativo Semana 7 x Semana 8 DANTE et al 2007 51 Figura 25 Comparativo Semana 8 x Semana 9 DANTE et al 2007 51 Figura 26 Comparativo Semana 9 x Semana 10 DANTE et al 2007 52 Figura 27 Comparativo Semana 10 X Semana 11 DANTE et al 2007 53 Figura 28 Comparativo Semana
97. os de entrada de material nas linhas de produ o devem ser coordenados e documentados Diferentes grupos de trabalho s o envolvidos neste processo Por exemplo a expedi o supervisiona o estoque de materiais o PCP planejamento e controle de produ o realiza as programa es coordenando as ordens de produ o e os fluxos dos materiais o laborat rio recebe as amostras e analisa os resultados e a log stica fornece a mat ria prima para a produ o e encaminha os produtos para a entrega aos clientes o gerente de manufatura o respons vel pelo sucesso econ mico da produ o monitorando e coordenando as atividades na planta as an lises dos resultados e otimiza es do processo A Figura 14 retrata o trabalho entre as reas 20 Todos estes trabalhos est o inter relacionados A finalidade do MES dar a sustenta o funcional para estas tarefas coletando todas as informa es das atividades em uma base de dados comum e disponibilizando as de forma orientada e organizada dentro da organiza o Segundo a Manufacturing Execution System Association MESA International um Manufacturing Execution System MES um sistema de ch o de f brica orientado para a melhoria de desempenho que complementa e aperfei oa os sistemas integrados de gest o planejamento e controle da produ o Estes sistemas destinam se a aumentar a din mica dos sistemas de planejamento da produ o como por exemplo que n o seriam c
98. os de produ o e transporte em uma rede industrial permitindo o monitoramento e a supervis o on line de sistemas de produ o O PIMS tamb m possibilita relat rios de indisponibilidade de equipamentos da frequ ncia e do tempo decorrido em uma falha de equipamentos de opera es cr ticas e outros relat rios associados ao monitoramento e supervis o on line de sistemas de produ o Os desafios relacionados utiliza o de PIMS s o evitar erros e a interpreta o dos dados Os erros podem ser provocados por m interpreta o e entrada manual de dados Por outro lado o PIMS fornece informa es sobre falhas da unidade mas podem existir diversas causas para uma falha A interpreta o incorreta de causas de falhas tamb m pode levar a erros O objetivo deste trabalho uma proposta de utiliza o de sistemas especialistas baseado em regras para auxiliar a identifica o de panes de maquina em um FMS Mostra se que o sistema especialista foi capaz de eliminar erros de apontamento interpreta o de paradas de m quina e que o operador de m quina passou a ser auxiliado nestes casos Palavras chave Sistema especialista Sistema flex vel de manufatura Sistema de gerenciamento de informa es da planta vii Jeferson Roberto Dante Qualitative evaluation of an expert system that identifies machine failures 2009 Programa de P s Gradua o em Engenharia Mec nica e de Materiais Universidade Tecnol gica Federal do Pa
99. pede a confirma o ou negativa da confer ncia dos dados dos diversos IHM dos componentes do FMS A Figura 46 apresenta a tela de confer ncia das informa es Sistema Especialista Menu Relat rio Ajuda Sobre C digo do erro 4250 As informa es est o corretas Figura 46 Confer ncia das Informa es 72 As op es de confer ncia das informa es podem ser negadas ou confirmadas A negativa da pergunta leva a o imediata de comunica o da manuten o da empresa e caso a resposta seja sim a tela que indicada na Figura 47 pede ao operador para executar os seguintes procedimentos e Colocar o p rtico eo RGV em posi o inicial e Libera o do potenci metro do centro de usinagem e Coloca o do p rtico centro de usinagem e RGV em modo autom tico e Acompanhamento do primeiro ciclo de usinagem em marcha reduzida do potenci metro Sistema Especialista Menu Relat rio Ajuda Sobre C digo do erro 4250 ATEN O EXECUTE O SEGUINTE PROCEDIMENTO Coloque o p rtico e o RGV em posi o inicial Libere o potenci metro do centro de usinagem Coloque o p rtico centro de usinagem e o RGV em modo autom tico Acompanhe o primeiro ciclo em marcha reduzida do potenci metro 9 Continuar Figura 47 Tela da Segunda Execu o de Procedimentos Assim que conclu da a execu o do procedimento o operador deve clicar no bot o p
100. permitiram que os operadores frequentemente selecionassem uma das diversas possibilidades N mero de paradas sepeled 5 em TS 11 42 6 22 7 11 12 31 E 36 5 06 3 58 4 11 1 5 16 1 5 23 Figura 29 Comparativo Total de NS e TS da Semana 1 a 12 Dante et al 2007 55 6 SISTEMA ESPECIALISTA PROPOSTO No cap tulo 5 foi descrita uma tentativa de monitoramento da falhas usando se a metodologia de redu o de perdas que n o foi bem sucedida por n o atender seus objetivos Assim como neste estudo de caso h uma tend ncia de tentar resolver os problemas de ch o de f brica usando se conceitos de manufatura enxuta como a filosofia do Kaizen aqui chamada de Metodologia de Redu o de Perdas N o se pretende aqui advogar contra os conceitos de Manufatura Enxuta mas deve se sempre ter em mente que estes conceitos s o basicamente filos ficos Ou seja a Manufatura Enxuta apresenta uma cole o de ideais ou filosofia a serem buscados mas n o h ferramentas formais e estruturadas para a solu o destes problemas sendo a sua solu o usualmente dependente do bom senso do grupo de trabalho Neste sentido o presente cap tulo tem o objetivo de apresentar uma solu o para a confiabiliza o das informa es para monitoramento de panes de maquinas utilizando um prot tipo de um sistema especialista que apresentado no presente trabalho como sistema V 1 00 A proposta
101. r ximo onde a tela da Figura 48 pede a confirma o ou n o do operador para a recorr ncia do alarme Sistema Especialista Menu Relat rio Ajuda Sobre C digo do erro 4250 O NC apresenta novamente o mesmo alame 7 Figura 48 Confirma o de Recorr ncia de Alarme 73 A recorr ncia do alarme leva o operador tela que apresentada na Figura 49 onde as a es tomadas pelo operador n o foram suficientes para sanar o problema e a presen a da manuten o exigida para intervir no problema A Figura 50 apresenta a tela onde a recorr ncia foi negada e a falha sanada Assim o sistema pede o apontamento da falha como descarregamento do programa que foi a causa raiz da falha inicial w Sistema Especialista Menu Relat rio Ajuda Sobre C digo do erro 4250 ATEN O EXECUTE O SEGUINTE PROCEDIMENTO Comunique imediatamente a manuten o Codifique o alarme Pims como alarme de bateria Figura 49 Tela Resultante da Recorr ncia do Alarme Sistema Especialista Menu Relat rio Ajuda Sobre C digo do erro 4250 ATEN O EXECUTE O SEGUINTE PROCEDIMENTO Codifique o alarme no Pims como Descaregamento de programa Figura 50 Tela de Finaliza o do Alarme 4250 7 3 RELAT RIO DO SISTEMA APLICADO AO ALARME 4250 O sistema V 1 00 disponibilza ao usu rio a gera o de relat rios onde s o disponibilizados o hor rio de in cio da uti
102. ran Curitiba 2009 ABSTRACT Flexible Manufacturing Systems FMS rely on automation to promote the integration of CNC computer numerical control AGV automatic guided vehicle and robot equipment which may be interconnected within an industrial network Due to integration complexity of FMS systems availability of monitoring supervision tools are desired Plant Information Management System PIMS is a software that collects process data from production and transportation equipment within an industrial network It enables an online monitoring and supervision of production systems PIMS also enables reports of equipment units unavailability of frequency and elapsed time on an equipment unit s failure as well as reports of critical operations and other reports associated to an online monitoring and supervision of production systems The challenges concerning the use of PIMS are on error avoidance and interpretation of data Errors can be caused by bar code misuse and manual input of incorrect data On the other hand PIMS provides information on unit s failures but there may be several causes for a failure Misinterpretation of failure causes may also lead to errors The goal of this work is the proposition of an expert system to assist the identification of machine failures in the FMS It is shown that the expert system has been able to eliminate misinterpretation of machine failures and that the expert system provided assistance on mac
103. s a inten o era obter uma indica o clara sobre as a es corretivas que deveriam ser executadas no FMS Isso particularmente importante quando o objetivo das a es corretivas aprimorar a confiabilidade do FMS No caso estudado o PIMS foi abastecido corretamente com informa es do FMS mas houve uma an lise conflitante das falhas O software PIMS SAM foi capaz de fornecer tabelas e relat rios gr ficos sobre par metros de opera o e desempenho de m quinas como por exemplo utiliza o disponibilidade e interrup es de opera o das m quinas Informa es de alarmes e sensores que imp em interrup es de opera o tamb m estavam dispon veis no PIMS Panes de M quinas An lise temporal An lise Quantitativa Numero total de panes por equipamentos semanal Identifica o das tr s Identifica o das tr s M quinas mais penalizantes tempo de paradas Gr fico de Pareto M quinas mais penalizantes n mero de paradas Gr fico de Pareto em Plano de A o Figura 20 An lise e Plano de A o DANTE 2005 Este estudo se concentrou em uma esta o de trabalho espec fica porque sua indisponibilidade teve um impacto negativo na performance global do FMS Essa esta o de trabalho era composta por um centro de usinagem Grob um RGV ve culo guiado por trilhos Steiff para o transporte de pe as produzidas um equipamento de avan o de pe as Grob e um rob de coorde
104. s rie de formalismos que podem ser utilizados para modelar o conhecimento de sistemas baseados no conhecimento tais como regras de produ o racioc nio baseados em casos redes neurais e redes probabil sticas entre outros A intelig ncia Artificial est dividida em tr s reas de pesquisa relativamente independentes Alguns pesquisadores preocupam se em desenvolver programas de computador que leiam falem ou entendam a linguagem que as pessoas usam em sua conversa di ria sendo conhecido como processamento da linguagem natural Outra rea trabalha com o desenvolvimento de rob s inteligentes E a terceira rea de pesquisa desenvolve programas que usem o conhecimento simb lico para simular o comportamento dos especialistas humanos A id ia desenvolver programas que possibilitem a utiliza o dos conhecimentos dos especialistas atrav s de uma m quina que permita o armazenamento e o sequenciamento de informa es e a auto aprendizagem sendo conhecido como Sistemas Especialistas PY et al 2001 4 3 1 Organiza o do Conhecimento Segundo PATTERSON 1990 a organiza o do conhecimento na mem ria a chave para o processamento eficiente Sistemas baseados no conhecimento podem requerer dezenas de milhares de fatos e regras para realizar suas tarefas pr definidas essencial ent o que os fatos e regras apropriados sejam f ceis de localizar e recuperar Por outro lado muito tempo ser perdido em pesquisas e testes de gr
105. s dados manuais podem ser gerados para relatar o recebimento e o consumo de mat rias primas consumo de energia defeitos de equipamentos qualidade do produto e vendas Os dados autom ticos incluem a informa o capturada dos dados de CLP CNC sensores e atuadores que monitoram o processo Todos estes dados quando disponibilizados no sistema geram informa es vitais em relat rios que s o distribu dos entre a hierarquia da companhia A Figura 15 indica o fluxo de informa es de um sistema PIMS BECERRA e PALACIOS 2003 Com o uso de protocolos padr es pode se conectar o sistema PIMS e os sistemas de neg cios da companhia As Figuras 15 e 16 ilustram uma arquitetura t pica de um sistema PIMS e como acontece a conectividade do n vel de controle do processo com os n veis de ger ncia da empresa Acrescentando Valor conhecendo melhor a opera o TEMPERATURA PRESS O POT NCIA ALIMENTA O EMISS O AN LISE F SICA E iM cA RECEITA COMSUMO PRODUCAO VENDAS CUSTO QUALIDADE DO PRODUTO PRODU O CONSUMO DE ENERGIA RELAT RIOS QUALIDADE E OPERA O MANUTEN O PREVENTIVA CONTROLE AMBIENTAL AN LISES DE PARADAS N VEL EXECUTIVO INDICADORES CHAVE DE PROCESSOS RELAT RIOS DE PRODU O di rio mensal anual para F BRICA REGI O PA S MELHORIA DE PROCESSO NOVAS PR TICAS OPERACIONAIS REDU O DO CONSUMO DE ENERGIA REDU O DE PARADAS AUMENTO DA DISPONIBILIDADE DO eel I M
106. s s o adversas e Redes de comunica o A rede de comunica o o meio pelo qual as informa es das esta es remotas s o transferidas para o sistema PIMS Os meios f sicos utilizados s o o Cabos que indicados para pequenas dist ncias o Linhas dial up que s o indicadas para sistemas que n o precisem de atualiza es peri dicas e de longas dist ncias o Linhas dedicadas para uso em sistemas de longa dist ncia e que precisem de atualiza es peri dicas o R dio modens para uso em longas dist ncias onde o uso de sistemas dedicados n o se viabiliza e onde o uso de repetidores transmissores se faz necess rio e Esta es de monitora o central As esta es de monitoramento central s o as unidades principais dos sistemas SCADA respons veis por recolher as informa es geradas pelas esta es remotas e agir conforme os eventos detectados Podem estar centralizadas em um computador ou distribu das em rede A intera o entre os operadores e as esta es de monitora o central acontece por um ou interface homem m quina onde comum a visualiza o de um diagrama que representa a esta o fabril a representa o gr fica das esta es remotas os valores atuais dos instrumentos e os alarmes detectados 2 8 4 Sistema de execu o da manufatura MES Conforme SCHUMANN 1997 a tarefa de um sistema produtivo produzir produtos adicionando valor Para cumprir esta tarefa os flux
107. se d com a apresenta o das principais informa es disponibilizadas pelo software adotado pela empresa estudada As informa es est o disponibilizadas automaticamente em tempo real pela fun o sin ptica As informa es de an lise de indisponibilidade s o disponibilizadas apenas ap s carregamento manual dos dados Fun o sin ptica A fun o sin ptica ou tela sin ptica retrata a condi o de funcionamento da linha em tempo real A interface de apresenta o de informa o acontece com a representa o das m quinas e equipamentos em vista superior com a identifica o numerada de sua opera o e seu estado atual Para identifica o do estado do equipamento o software dispon vel utiliza um c digo de cores onde E Verde indica m quina em funcionamento Amarela indica m quina ou opera o saturada DI Vermelha indica m quina parada por pane X vermelho indica falta de servi o DI Azul indica falta de pe a EE Roxa indica falta externa falta de programa ou ferramentas Al m da representa o do estado pelo c digo de cores a tela sin ptica indica o tempo de parada o n mero de pe as produzidas e os alarmes da alimenta o autom tica em ordem cronol gica As representa es dos alarmes autom ticas aparecem em uma barra de rolagem na parte inferior da tela Estes s o atualizados automaticamente no decorrer do per odo A Figura 19 apresenta a tela sin ptica do FMS de blocos de motor
108. sema ana 12 537h 156 S sepeJed 1 N mero de paradas sepeJed seioH N mero de paradas Figura 28 Comparativo Semana 11 X omaha 12 DANTE et al 2007 5 1 RESULTADOS DAS A ES DEFINITIVAS A Figura 29 indica a varia o no n mero de falhas NS e no tempo total de parada 54 das m quinas 7S em um per odo de 12 semanas Nas primeiras seis semanas a empresa adotou as chamadas a es provis rias e as a es definitivas foram realizadas nas ltimas seis semanas A Figura 29 indica uma redu o de 52 58 no NS e de 54 46 no TS quando o per odo das a es provis rias comparado ao per odo das a es definitivas Apesar da redu o global de falhas pode se observar que n o houve uma redu o significativa de falhas ap s a Semana 7 Portanto poss vel identificar que a a o atualiza o do CLP tomada na Semana 6 que teve impacto na Semana 7 foi a mais eficaz durante o per odo de 12 semanas O fato de que nenhuma a o definitiva foi eficaz para reduzir significativamente o n mero de falhas NS e o tempo total de parada das m quinas 7S indica que o grupo de trabalho n o conseguiu identificar as causas das falhas Durante todo o per odo analisado o tipo de falha causas de falhas indicado sempre se alterou Era responsabilidade dos operadores das m quinas indicar o tipo de falha sempre que ocorria uma falha e a ambiguidade das defini es de tipo de falha
109. semanas foi elaborada uma s rie de a es provis rias de preven o e corre o de falhas Essas a es provis rias foram aplicadas durante seis semanas Portanto novas informa es relacionadas s falhas come aram a ser acessadas pelo PIMS Foi identificado que o programador do PIMS n o tinha todas as informa es necess rias dispon veis sobre a opera o do FMS quando os alarmes do PIMS foram programados pela primeira vez Consequentemente foi iniciado um processo de reprograma o dos alarmes do PIMS com base no feedback de registros manuais de problemas de produ o Essa reprograma o do PIMS proporcionou a base para uma ltima s rie de a es para evitar falhas Uma an lise detalhada das a es tomadas durante 48 a metodologia de redu o de perdas apresentada a seguir As a es provis rias foram iniciadas como uma metodologia para reduzir as perdas de produ o e identificar as causas de falhas de m quinas Elas reduziram significativamente o n mero e o tempo das paradas na esta o de trabalho Foram observadas redu es de 28 83 no n mero de paradas NS e de 25 29 no tempo total das paradas TS da esta o de trabalho Portanto as a es provis rias aumentaram um pouco a produ o enquanto a es definitivas eram planejadas Durante a primeira semana uma a o provis ria foi executada no manipulador do rob que abastece o centro de usinagem Grob A for a de fixa o aplicada pelo rob
110. ser introduzidos de scordo como estado stuslds m quina Desconectar e voltar s conectsro controle Figura 40 Descri o de Alarme NCK 2102 Adaptado de SIEMENS 2008 7 2 EXEMPLO DE APLICA O DO SISTEMA ESPECIALISTA V1 00 A UM TIPO DE FALHA Para ilustrar o funcionamento do sistema especialista apresenta se a seguir o desencadeamento do alarme 4250 utilizando o sistema especialista V 1 00 Este alarme pode gerar v rios problemas e desdobramentos que podem confundir alterar ou generalizar o apontamento da real causa como foi citado no capitulo 5 e na tabela 2 onde o alarme pode ser inclu do como um defeito el trico Como este alarme possui v rias ramifica es ou desdobramentos o exemplo apresentado n o explora todas as suas possibilidades de resolu o sendo que a descri o completa n o o objetivo deste trabalho 69 a Iniciando o sistema O operador inicia o sistema especialista para aux lio na resolu o do problema atrav s do IHM auxiliar Figura 41 ou atrav s de um computador port til disponibilizado na c lula O Sistema pede o carregamento do arquivo da m quina que cont m as regras do encadeamento para solu o das falhas j alimentadas por especialistas A Figura 41 apresenta o pedido de carregamento do arquivo Sistema Especialista Relat rio Ajuda Sobre Selecionar M quina Alt E Nowa Busca Alt N Sair Alt S Figura 41 Sele o de M quina p
111. sey 1990 Englewood Cliffs Prentice Hall pp 327 333 PY M TOSCANI L LAMB L DIVERIO T Some Considerations About the Teaching of Parallel Computing Concepts Through a Turing Machine Simulator 13 International Symposium on Computer Architecture and High Performance Computing Piren polis DF Brasil setembro 2001 pp 134 139 82 REZENDE D F Planejamento de Processos de Fabrica o Assistido por Computador Atrav s de um Sistema Especialista Baseado na Tecnologia de Features Um modelo de Desenvolvimento Voltado para a Realidade Industrial Florian polis SC 1996 xviii 189f Disserta o Mestrado em Engenharia Mec nica Curso de P s Gradua o em Engenharia Mec nica Universidade Federal de Santa Catarina REZENDE Y Informa o para Neg cios Os Novos Agentes do Conhecimento e a Gest o do Capital Intelectual Ci ncia da Informa o 2002 v 31 n 1 p 75 83 Dispon vel em http www scielo br pdf ci v31n2 12915 pdf Acesso em julho 2008 ROVER A J Inform tica no Direito Introdu o aos sistemas especialistas legais Curitiba 2001 Juru ROZENFELD H ZANCUL E Identifica o Das Funcionalidades de Desenvolvimento de Produtos de um Sistema ERP Natal RN 2000 Congresso Nacional de Engenharia Mec nica numa org br Dispon vel em http www numa org br grupos numa grupo ei Projetos 20EI Txteio038 pdf Acesso em Junho 2008 RUSSELL S NORVIG P Artificial Intelligence A Modern
112. stentes Uma regra que seja colocada no topo da agenda ser a primeira a ser 64 executada A ordem em que as regras s o colocadas na agenda e a sua execu o s o ditadas pela estrat gia de identifica o solu o do problema A Figura 37 apresenta o processo de encadeamento para frente Figura 37 Fluxo do Encadeamento para Frente REZENDE 1996 O sistema especialista V 1 00 constr i suas sequ ncias de verifica es por premissas e fatos satisfeitos Para isso o sistema utiliza uma base de dados conhecimento com regras definidas Essa sequ ncia de verifica es leva o operador do sistema a uma solu o conhecida que pode ser ou n o desencadeada por v rios fatos Ao iniciar o programa o sistema pede ao operador a sele o da m quina Este procedimento carrega a agenda com os c digos de alarmes e suas respectivas regras de encadeamento No sistema especialista V 1 00 o encadeamento acontece por perguntas de status e ordens de execu o e o sistema utiliza telas de di logo onde o operador responde as perguntas sim e n o para cada etapa do processo As Figuras 38 e 39 apresentam as telas de di logo do sistema e seu processo de encadeamento Sistema Especialista Menu Relat rio Ajuda Sobre C digo do SEM CODIGO DE ERRO Os centros de usinagem terminaram o ciclo 2 Pr ximo Figura 38 Tela de Dialogo 1 65 O sistema V1 00 permite ao operador vo
113. talhadas dos eventos no ch o de f brica na medida em que eles ocorrem Portanto a import ncia dos MES est diretamente relacionada com os seguintes aspectos e Controle respons vel pela realimenta o do realizado no ch o de fabrica Possibilita compara es com o planejado para que a es em caso de n o conformidade possam ser tomadas de forma r pida e precisa Este controle tamb m permite que uma ordem de produ o seja rastreada e gerenciada durante a sua execu o e Libera o e aloca o para que se possa elaborar um plano de produ o fact vel em termos de capacidade e materiais certos ndices de produtividade do processo definidos a priori devem ser ajustados de forma que representem algo pr ximo da 21 realidade Garantir que estes ndices estejam alinhados com a realidade responsabilidade do MES Um dos principais limitadores na implanta o de um MES a dificuldade de se colher dinamicamente e com a frequ ncia adequada s caracter sticas do sistema as informa es do ch o de f brica As informa es dispon veis formam a base para o seu funcionamento Gerente da LES GT nspe o e Ea libera o de ff amostras Controle de inventario Planejamento Produ o Disposi o de Material TRANSPORTE DE MATERIAL Figura 14 Rela es Entre as reas Adaptado de SCHUMANN 1997 2 8 5 Sistema de gerenciamento de informa es da planta PIMS Segundo
114. tas MONDIN 2001 Outro fator chave para escolha do m todo foi a inteligibilidade do entrevistador perguntas abertas e para que o assunto n o sa sse fora dos objetivos algumas perguntas tiveram que ser alteradas ou reformulas no decorrer da entrevista Outra fonte prim ria utilizada foi o m todo da observa o Segundo FACHIN 2001 o m todo da observa o trabalha com fatos sociais colhidos em seu ambiente natural sem interfer ncia e apresentados meramente como eles se sucedem em uma determinada sociedade Como o pesquisador trabalhava na empresa em quest o a observa o do ambiente foi imprescind vel para a coleta e an lise dos dados e para uma melhor an lise Al m disso o pesquisador n o se envolveu com o problema para n o prejudicar ou alterar de forma tendenciosa a interpreta o dos dados As perguntas elaboradas foram retiradas da interpreta o do manual do software PIMS e da observa o do ambiente tendo como refer ncia os objetivos da pesquisa Segundo MONDIN 2001 as fontes secund rias s o constitu das de materiais informativos tais como documentos jornais revistas procedimentos e relat rios que possam fornecer informa es ao estudo em si e complementem as fontes prim rias para obten o de dados Como fonte secund ria foram utilizados a intranet da empresa os manuais de utiliza o dos equipamentos o sistema de troca de e mails o modo de funcionamento do sistema de manufatura e os procedimentos
115. trada sa da infer ncia conhecimento Figura 32 Estrutura do Sistema Especialista Proposto V 1 00 6 3 ABRANG NCIA DA SIMULA O DO SISTEMA PROPOSTO A abrang ncia da simula o do sistema obedece s defini es das se es 3 1 e 3 2 e tenta elucidar a problem tica de redu o de tempos de panes de maquinas apresentado no capitulo 5 onde a interpreta o de uma pane no FMS pode gerar e Demora na verifica o das vari veis do problema pelo operador e Codifica o errada da pane no PIMS pelo operador ou manuten o e Gera o de relat rios com informa es sem confiabilidade no PIMS e Gera o de a es corretivas ineficazes por times kaizen ou manuten o O sistema especialista proposto possui 2 formas de trabalho on line auxiliando o operador na resolu o da pane quando ela ocorre ou na gera o de relat rios off line que demonstra um passo a passo os caminhos efetuados pelo operador na resolu o da pane e do apontamento da mesma no sistema PIMS O modelo de sistema proposto prev a execu o das seguintes tarefas e Carregamento dos alarmes da maquina e Direcionamento de execu o de verifica es e tarefas e Modo de codifica o de panes no PIMS e Gera o de relat rios hist ricos de execu o de tarefas 61 e Programa o de novos alarmes e solu es de panes 6 4 A ESTRUTURA DO SISTEMA O modelo proposto deve ter uma estrutura que atenda os objetivos da pesquisa e os
116. ue em processo Pessoas chentes mtemos 96 de defeitos de entregas dentro do prazo Volumes de produ o di rios semanais mensais Custo total ou unitano Figura 2 Funcionamento do Macro Sistema Produtivo BLACK 1998 2 5 SISTEMAS FLEX VEIS DE MANUFATURA Segundo CANO 2006 um FMS pode ser definido como uma configura o controlada por computador de esta es de trabalho semi independentes conectadas por manuseio de materiais e carregamento de m quinas automatizado MARTINS e BREMER 2002 definem um FMS como um agrupamento de esta es de trabalho semi independentes controladas por computador e interligadas por um sistema automatizado de transporte Segundo GAITHER 1992 FMS s o grupos de m quinas de produ o organizados em sequ ncia ligados por m quinas automatizadas de manuseio de materiais e transfer ncia e integrados por um sistema de computador Ainda citando GAITHER 1992 kits ou conjunto de materiais s o carregados no sistema de manipula o faz se ent o o carregamento de um c digo no computador para identificar o produto e qual sua sequ ncia Este produto segue o processo para ser manufaturado e automaticamente transportado para a opera o seguinte cada opera o ou grupo de m quinas tem sua fun o na gera o do produto conforme apresentado na Figura 3 sistema flex vel de manufatura Figura 3 Funcionamento de um FMS Adaptado de CANO 2006
117. ueno peda o do respectivo conhecimento do dado dom nio de especialidade Uma grande quantidade de regras coletivamente pode corresponder a uma cadeia de infer ncias que leva a partir de alguns fatos iniciais conhecidos a algumas conclus es teis Quando os fatos conhecidos suportam as condi es no lado esquerdo das regras a conclus o ou parte da a o da regra ent o aceita como conhecida A Figura 21 ilustra a estrutura de um sistema especialista A infer ncia em sistemas baseados em regras conclu da atrav s de um processo de encadeamento de regras recorrentes tanto na dire o para frente quanto para tr s A sele o das regras usadas no processo de encadeamento determinada atrav s da equipara o de fatos correntes contra os dom nios do conhecimento ou vari veis em regras e escolha entre o candidato que conFigura as regras para encontrar algum crit rio como uma especificidade O processo de infer ncia tipicamente carregado em um modo interativo com o usu rio provendo par metros de entrada necess rios para completar o processo de encadeamento de regras 44 Modulo de explica o Motor de Arquivo de caso infeiencia hist rico Interface de sadalentada Base de Memona de conhecimento trab alho Figura 21 Estrutura de um Sistema Especialista PATTERSON 1990 4 9 O PROCESSO DE INFER NCIA Segundo REZENDE 2002 o motor ou procedimento de infer ncia aceita a entrada de consultas e env
118. uritiba 30 de Novembro de 2009 Dedico esta conquista minha esposa Fernanda e s minhas filhas Kassia e Pietra que nos momentos mais dif ceis me apoiaram e me incentivaram a cumprir esta jornada AGRADECIMENTOS Ao meu orientador Professor Dr Luiz Carlos A Rodrigues pelo seu apoio incondicional e inspira o que contribu ram para o amadurecimento dos meus conhecimentos e assim que eu pudesse executar e concluir esta disserta o Ao Professor Dr Jo o Antonio Palma Setti por me incentivar a iniciar esta jornada Aos alunos da gradua o Alexandre Gomes da Costa e B rbara Moreira de Castilho por me auxiliarem na implementa o gr fica do sistema vi DANTE JEFERSON ROBERTO Avalia o qualitativa de um sistema especialista para identifica o de panes de m quinas Programa de P s Gradua o em Engenharia Mec nica e de Materiais Universidade Tecnol gica Federal do Paran Curitiba 2009 RESUMO Sistemas de manufatura flex vel FMS dependem da automa o para promover a integra o de CNC comando num rico computadorizado AGV ve culos guiados automaticamente e equipamentos rob ticos conectados a uma rede industrial Devido complexidade da integra o de sistemas de manufatura flex veis FMS desej vel a disponibilidade de ferramentas de monitoramento e supervis o O PIMS Plant Information Management System o ambiente computacional que coleta dados do processo de equipament
119. utos de sucesso comercial bem como interessantes ferramentas de pesquisa Os sistemas especialistas t m provado ser eficazes em diversos dom nios de problemas que normalmente requerem o tipo de conhecimento de um humano especialista As reas de aplica o s o quase infinitas Em qualquer habilidade humana que seja necess rio resolver problemas sistemas especialistas s o prov veis candidatos a aplica o Os dom nios de aplica o incluem direito qu mica biologia engenharia manufatura atividades aeroespaciais opera es militares finan as neg cios banc rios meteorologia geologia geof sica e muito mais PATTERSON 1990 Sistemas especialistas diferem dos sistemas convencionais de computadores em diversas e importantes formas indicadas a seguir 1 Sistemas especialistas usam conhecimento ao inv s de dados para controlar o processo de solu o No conhecimento est o poder um tema repetidamente seguido 41 2 O conhecimento codificado e mantido como uma entidade separada do controle do programa Da mesma forma n o compilado juntamente com o programa de controle Isto permite adi es e modifica es incrementais refinamentos da base de conhecimentos sem recompila o dos programas de controle Al m disso poss vel em alguns casos usar diferentes bases de conhecimento com os mesmos programas de controle para produzir diferentes tipos de sistemas especialistas Desta maneira estes sistemas s
120. versidade Federal de Vi osa FINAMOR L S MARTINS M C MUCCIOLI C Teleophthalmology as an Auxiliary Approach for the Diagnosis of Infectious and Inflammatory Ocular Diseases Evaluation of an Asynchronous Method of Consultation 2005 Revista da Associa o M dica Brasileira vol 5 n 5 Dispon vel em http www scielo br pdf ramb v51n5 a20v51n5 pdf Acesso em Julho 2008 GAITHER N Production and Operations Management The Dryden Press International Edition 1992 GE FANUC Proficy Historian Collectors Guide Manual t cnico historiador proficy Maio 2007 GIARRATANO J RILEY G Expert Systems Principles and Programming PWS KENT Publishing Company 1989 80 GOMIDE F F A GUDWIN R R TANSCHEIT R Conceitos Fundamentais da Teoria de Conjuntos Fuzzy L gica Fuzzy e Aplica es Sixth International Fuzzy Systems Association World Congress Tutorials IFSA95 pages 01 38 July 1995 GORZ A CRUZ C O Imaterial Conhecimento Valor e Capital 2 ed S o Paulo SP Analube 2005 GROOVER M P Automation Production Systems and Computer Integrated Manufacturing Prentice Hall Englewood Cliffs New Jersey USA 1987 HEIDEMANN C Modelo de Sistema Inteligente para Aux lio na Sele o de Conhecimentos Florian polis SC 1999 Disserta o de Mestrado apresentada ao Programa de P s gradua o em Engenharia de Produ o UFSC Dispon vel em http teses eps ufsc br defesa pdf 3341 pdf A
121. vido ao fator de tentativa de controle e Erros nos dados que foram introduzidos no sistema A Figura 12 ilustra a atua o dos protocolos de comunica o em seu n vel de atua o FIELDBUS block level DEVICEBUS byte level PROFIBUS DP DEVICENET FIPO INTERBUS S SENSORBUS bit level Si DISPOSITIVOS CON PR Figura 12 Atua o dos Protocolos Constantino 2004 16 2 8 MANUFATURA INTEGRADA POR COMPUTADOR CIM Conforme VERNADAT 1996 o conceito Computer Integrated Manufacturing um conceito de manufatura que integra as atividades de homens e m quinas atrav s de uma melhor comunica o coopera o e coordena o entre as diversas fun es de uma empresa de manufatura Esta maior integra o desde o projeto at a execu o e expedi o passando pelo planejamento programa o e controle da produ o possibilitada por meio de tecnologias de informa o e comunica o A Figura 13 ilustra o modelo Y C M com seus inter relacionamentos entre os subsistemas log sticos e de controle da fabril bra o esquerdo do Y e o processo de desenvolvimento de produtos processos bra o direito do Y SCHEER 1994 2 8 1 Enterprise production system EPS Conforme SOUZA 2005 atualmente a automa o vive uma revolu o causada pela compreens o de diversos tipos de processos e busca uma maneira mais ampla de aplica o da automa o de

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