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EP 3 - Recursos auto-organizados, infraestruturas ágeis na industria.



Nos sistemas sócio-técnicos, o homem e a máquina interagem entre si como recursos auto-organizados em tudo, desde as ilhas de produção e montagem até a realização de processos internos de transporte. Nas fábricas da Indústria 4.0, isso transformará digitalmente sistemas rígidos de produção e transporte em sistemas modulares altamente ágeis, cujos recursos negociam e realizam tarefas específicas de forma autônoma. Os recursos humanos continuam a desempenhar o papel central neste ambiente da Indústria em Rede Social – os sistemas ciberfísicos (CPS) que cooperam com os funcionários humanos adaptam-se a eles e às suas habilidades e necessidades específicas, especialmente em termos de comunicação e interação.


SMART FACE: um exemplo de auto-organização no planejamento e controle da produção

A auto-organização exige uma mudança de paradigma. Em vez de o planejamento e controle da produção serem realizados hierarquicamente por meio de um sistema de TI central, ele é realizado por sistemas ciberfísicos descentralizados dentro do sistema de produção.

Exemplo: Financiado pelo Ministério Federal de Assuntos Econômicos e Energia da Alemanha, o projeto SMART FACE R&D (Smart Micro Fábrica de Veículos Elétricos com Planejamento de Produção Enxuta) usou estações de montagem em uma fábrica modelo Industria 4.0 para ilustrar como essa auto-organização poderia ser realizada:


As estações de montagem são compostas por robôs industriais, áreas de armazenamento e vários veículos guiados automatizados. Sistemas ciberfísicos equipados com atuadores, sensores e softwares embarcados criam uma rede na qual homem e máquina negociam trabalhos entre si e cooperam em sua execução. As decisões são baseadas em conjuntos de regras individuais que definem dependências e destinos. Se nenhuma dependência for definida, as estações e as peças que estão sendo processadas têm o mesmo peso e recebem precedência com base no destino relevante (rota mais curta, tempo de processamento mais rápido etc.).



Este sistema de controle de produção descentralizado foi projetado para permitir a produção de lotes extremamente pequenos de veículos elétricos, em resposta à crescente demanda dos clientes por produtos personalizáveis. As linhas de montagem convencionais altamente eficientes, mas inflexíveis, são incapazes de responder rapidamente às mudanças na demanda, enquanto os sistemas de produção “artesanal” são muito lentos e caros. O SMART FACE permite um processo de montagem mais flexível usando estações de trabalho do tipo ilha em vez do modelo de corrente de pérolas tradicionalmente empregado na indústria automotiva. Isso torna possível implementar mudanças rápidas na sequência de montagem. O fluxo de material é auto-organizado e os componentes são fornecidos sob demanda. Além disso, se uma estação individual falha, não paralisa toda a linha de montagem.


Infraestruturas ágeis em um enxame inteligente de alta velocidade

As infraestruturas de infralogística convencionais são muitas vezes lentas e nem modulares nem escaláveis. Mas graças ao desenvolvimento de uma nova classe de veículos guiados automaticamente, muitos processos logísticos podem agora ser executados de forma extremamente rápida e flexível. O Loadrunner® é um robô de transporte modular altamente eficiente que opera em um enxame inteligente. Este conceito de aplicação oferece alta manobrabilidade e máxima autonomia. Apresentando um sistema exclusivo de coleta e entrega de carga e operando a velocidades de até dez metros por segundo, os Loadrunners® se auto-organizam em enxames. Eles também são adequados para implantação modular graças à sua capacidade de acoplar a reboques e outros Loadrunners®. grau de manobrabilidade. Além de sua utilização como alternativa aos sistemas de manuseio de bagagens em aeroportos, outras aplicações da intralogística incluem a triagem de pacotes altamente dinâmica e a execução de processos logísticos de produção. Além de simplesmente realizar processos físicos, a capacidade do Loadrunner® de negociar e realizar trabalhos e a maneira altamente inteligente com que ele se conecta não apenas com outros membros de seu enxame, mas também com pessoas e plataformas significa que ele tem o potencial de desempenhar um papel papel importante na Economia do Silício.



“LoadRunner” – até mesmo o nome do protótipo desenvolvido por Frauenhofer IML soa futurista e dinâmico. Mas o pequeno veículo de transporte não é um lobo solitário, funciona como um enxame – e abre um novo capítulo na logística de armazém de várias maneiras. A velocidade por si só – até dez metros por segundo – é revolucionária. Mas os veículos não são apenas mais rápidos, eles também são mais inteligentes do que todos os veículos de transporte autônomos até hoje em um ponto crítico: eles são capazes de usar IA distribuída para coordenar de forma inteligente como um enxame. Isso os torna a solução ideal para tarefas de classificação, como aquelas em centros de encomendas.


E além da coordenação perfeita, eles também podem colaborar: quando necessário, vários veículos e até quatro reboques passivos podem se conectar magneticamente entre si para transportar peças grandes e volumosas.


Fonte: ACATECH - Using the Industrie 4.0 Maturity Index. in Industry - Current challenges, case studies and trends .

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