Simulação e Indústria 4.0 - Parte 2

Por: Bruno B. Diegoli 04/03/2021  

Um livro antigo (ops, clássico) de Darrel Huff, chamado “How to lie with statistics”, mostra como podemos passar mensagens totalmente opostas, utilizando os mesmos dados.

Tentarei algo parecido. Na postagem anterior, citei o relatório da CNI, que menciona que 60% das grandes empresas que pretendem investir em Indústria 4.0 pensam nas tecnologias que já utilizam. Bem, então 40% desejam novas tecnologias, certo? Além disso, 70% das empresas que pretendem investir o farão em mais de um tipo de tecnologia. 

O mesmo relatório aponta os principais motivos para realização desses investimentos: introdução de novos processos produtivos ou melhoria do atual, introdução de novos produtos, aumento ou manutenção da capacidade produtiva. TODOS(!) são beneficiados com a simulação… e nem precisei mentir com as estatísticas.

Principal motivo do investimento em novas tecnologias.
(Fonte: Investimentos em Indústria 4.0, CNI, 2018)

O trabalho recente de William de Paula Ferreira (2020) investigou as frentes de pesquisa relacionadas à simulação dentro da Indústria 4.0, identificando um número crescente de publicações nos últimos quatro anos, além do desenvolvimento de soluções comerciais pelos principais fornecedores de software de simulação (AnyLogic, MathWorks, Siemens, Rockwell Arena, Dassault Systèmes, Autodesk, FlexSim, Simul8, Aspen Technology, AVEVA, Simio...).

Neste trabalho, quatro perguntas foram levantadas e respondidas.

Pergunta 1 - Quais as técnicas para simulação estão sendo empregadas no contexto da Indústria 4.0?

A lista abaixo mostra como as técnicas tradicionais de simulação (SD, DES) continuam tendo relevância, enquanto novas aparecem para sistemas e objetivos mais complexos (HS, DT):

  • Simulação baseada em agentes (ABMS)
  • Simulação a eventos discretos (DES)
  • Sistemas dinâmicos (SD)
  • Realidade virtual (VR)
  • Realidade aumentada (AR)
  • Inteligência artificial (AI)
  • Redes de Petri (PN)
  • Simulação híbrida (HS)
  • Digital Twins (DT)

Pergunta 2 - Qual o principal objetivo e áreas de aplicação das pesquisas?

O principal objetivo é a prescrição e predição para melhora da operação, nas áreas de sequenciamento da produção, planejamento e controle da produção e engenharia de processos de manufatura.

Pergunta 3 - Quais são os princípios da Indústria 4.0?

P1 - Integração vertical: integração intra-empresa das diferentes camadas de automação (desde sensores e atuadores no chão-de-fábrica até os sistemas corporativos de gerenciamento)
P2 - Integração horizontal: integração de redes colaborativas em toda a cadeia de valor
P3 - Integração fim-a-fim: integração de todo o ciclo de vida do produto, incluindo projeto, planejamento e controle da produção
P4 - Fábricas inteligentes: sistemas de manufatura integrados e colaborativos, capazes de responder em tempo real a mudanças de demanda e condições das fábricas
P5 - Interoperabilidade: capacidade de dois ou mais sistemas de coexistirem, interagirem e compartilharem recursos
P6 - Modularidade: habilidade de um sistema de ser decomposto e reagrupado com diferentes módulos
P7 - Resposta em tempo real: coleta e análise de dados em tempo real para suportar as tomadas de decisão
P8 - Virtualização: replicação virtual de um sistema físico, ligando dados reais de sensores e atuadores a um modelo digitalizado do processo
P9 - Descentralização: tomada de decisão não é centralizada, componentes distribuídos agem sobre informações locais visando atingir objetivos globais
P10 - Autonomia: operação e tomada de decisões de modo autônomo, sem instruções ou intervenções externas
P11 - Otimização: procura pela melhor solução, de acordo com critérios definidos, e respeitando às restrições impostas
P12 - Flexibilidade: habilidade de resposta (pró-ativa ou reativa) a mudanças de demanda e do ambiente
P13 - Agilidade: habilidade de resposta a eventos inesperados e não planejados
P14 - Orientação a serviços: novos modelos de negócios, como Saas (Software as a service) e Faas (Factory as a service)
P15 - Produtos inteligentes: produtos que adquirem informações sobre si mesmos, seus ambientes e usuários
P16 - Personalização de produtos: produção baseada em ordens customizadas
P17 - Responsabilidade social e corporativa: sustentabilidade ambiental, eficiência dos recursos e regulações trabalhistas

Pergunta 4 - Quais princípios da Indústria 4.0 são tratados por cada técnica de simulação?

A figura abaixo mostra como as técnicas de simulação podem abranger, totalmente (círculo preto) ou parcialmente (círculo preto/branco), todos os princípios (P1-P17), mostrando sua interação com a Indústria 4.0 (menção especial aos Digital Twins (DT)!).

Métodos de simulação e princípios da Indústria 4.0
(Fonte: Ferreira et al., 2020)

Clique aqui para ler a terceira e última parte deste artigo


Continua depois da publicidade


***

Referências

- Ferreira, W.P., Armellini, F., Santa-Eulalia, L. A. (2020). Simulation in Industry 4.0: A state-of-the-art review, Computers & Industrial Engineering 149.
- Santos, C. H., Queiroz, J. A., Leal, F., Montevechi, J. A. B. (2020). Use of simulation in the industry 4.0 context: Creation of a Digital Twin to optimise decision making on non-automated process, Journal of Simulation.
- Investimentos em Indústria 4.0, Confederação Nacional da Indústria – CNI, 2018, disponível aqui.

Gostou? Então compartilhe:

Bruno B. Diegoli

Engenheiro de Controle e Automação (UFSC) e Sócio-Proprietário da Ledefi Automação.

logo Vertical da Manufatura ACATE