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Publication
KNOWLEDGE-DRIVEN PRODUCTION LINES: SCALABLE SYSTEM FOR REAL -TIME MACHINE MONITORING AND CONTROLLING IN INDUSTRIAL ENVIRONMENTS
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 16.17 MB | Adobe PDF |
Authors
Abstract(s)
Today, the industrial sector is already in the Industrial Revolution 5.0. However,
some enterprises have not reached the fourth industrial revolution either because
they don’t know the potential of the technologies involved or because they don’t
have the monetary resources needed to integrate them into the manufacturing
processes. One of the affected sectors by this lack of digitization is the stone
industrial sector. These enterprises contain heavy machines within big warehouses,
which work stones through robotic arms that move on several axes with cutting and
milling tools to elaborate them and create several products, such as kitchen worktops
and decorative pieces. Thus, a solution was developed to help these enterprises
adapt and evolve. The present solution was initially conceptualized for the stone
ornamental industry sector, but it can be the basis for other future solutions in
this branch. The current developed solution integrates the OPC UA protocol as
it is considered an industrial standard and has recently been incorporated into
industrial machines, which promotes longevity for this solution. In terms of features,
the developed system enables the industrial stakeholders in a factory to remotely
visualize the parameters of the existing machines on the factory shop floor, as well
as to modify their state from a Web application, increasing the operators’ awareness
and control over the manufacturing process. At the level of new machine integration
into the developed system is possible to make it in a simple way and without
advanced technical knowledge, which guarantees the independence of companies in
the process. In addition, this solution took into account the concept of DT, which
consists of having digital representations of one or more physical entities, such
as industrial machines, where they are fully synchronized with each counterpart.
These representations are made through a dynamic web platform, which adapts
to each machine integrated into the system. Last but not least, the solution was
tested at the level of transmission data latency, the usability of the web application,
and coverage of several physical entities, which simulated a production line. As a
result, the system has demonstrated the ability to keep operators and engineers
synchronized on production lines remotely, as well as demonstrating the ability to
offer versatility in terms of dynamically incorporating different machines without a
great amount of knowledge and effort by the users.
Atualmente, o sector industrial já se encontra na revolução industrial 5.0. Contudo, algumas empresas não conseguiram chegar à quarta revolução, quer por não conhecerem o potencial das tecnologias envolvidas, quer por não terem recursos monetários para as integrar nos seus processos de negócio. Um dos setores afetados por esta falta de digitalização é o sector da pedra. Algumas das características desta indústria são a existência de máquinas de grande porte em grandes armazéns que trabalham a pedra a partir de braços robóticos que se movimentam em vários eixos com ferramentas de corte e de fresagem para conseguir então a elaboração da pedra e criação de vários tipos de produtos, como bancadas de cozinha e peças decorativas. Desta forma, uma solução foi desenvolvida com o intuito de ajudar estas empresas a adaptaram-se, para que consigam evoluir. A presente solução foi inicialmente conceptualizada para o sector da indústria de ornamentação da pedra, no entanto pode servir como base a soluções de outros ramos. A presente solução integra o protocolo OPC UA, pois o mesmo é considerado um padrão da indústria e tem vindo a ser incorporado nas máquinas industriais mais recentes, o que promove longevidade à solução. Em termos de funcionalidades a solução permite às pessoas envolvidas na produção industrial em certa fábrica visualizar remotamente os parâmetros das várias máquinas existentes em chão de fábrica, como também modificar o estado das mesmas a partir de uma plataforma web, aumentando a consciência e o controlo dos operadores sobre os processos de fabrico. Ao nível da integração de novas máquinas na solução é possível fazê-la de uma forma simples e sem conhecimentos técnicos avançados, o que garante às empresas independência neste processo. Além disso, esta solução incorpora o conceito de gêmeos digitais, cujo objetivo é criar representações virtuais de uma ou mais entidades físicas, como máquinas industriais, totalmente sincronizada em tempo real com suas versões físicas. Esta representação é feita através de uma plataforma web dinâmica, adequada a cada máquina integrada no sistema. Por fim, a solução foi testada a nível de latência na transmissão de dados, usabilidade e de cobertura de várias entidades físicas, simulando uma linha de produção. Como resultado a solução demonstrou ter a capacidade para manter os operadores sincronizados com a linha de produção à distância e que consegue oferecer a versatilidade no que toca à incorporação de máquinas dinamicamente sem grande esforço e conhecimento por parte de utilizadores.
Atualmente, o sector industrial já se encontra na revolução industrial 5.0. Contudo, algumas empresas não conseguiram chegar à quarta revolução, quer por não conhecerem o potencial das tecnologias envolvidas, quer por não terem recursos monetários para as integrar nos seus processos de negócio. Um dos setores afetados por esta falta de digitalização é o sector da pedra. Algumas das características desta indústria são a existência de máquinas de grande porte em grandes armazéns que trabalham a pedra a partir de braços robóticos que se movimentam em vários eixos com ferramentas de corte e de fresagem para conseguir então a elaboração da pedra e criação de vários tipos de produtos, como bancadas de cozinha e peças decorativas. Desta forma, uma solução foi desenvolvida com o intuito de ajudar estas empresas a adaptaram-se, para que consigam evoluir. A presente solução foi inicialmente conceptualizada para o sector da indústria de ornamentação da pedra, no entanto pode servir como base a soluções de outros ramos. A presente solução integra o protocolo OPC UA, pois o mesmo é considerado um padrão da indústria e tem vindo a ser incorporado nas máquinas industriais mais recentes, o que promove longevidade à solução. Em termos de funcionalidades a solução permite às pessoas envolvidas na produção industrial em certa fábrica visualizar remotamente os parâmetros das várias máquinas existentes em chão de fábrica, como também modificar o estado das mesmas a partir de uma plataforma web, aumentando a consciência e o controlo dos operadores sobre os processos de fabrico. Ao nível da integração de novas máquinas na solução é possível fazê-la de uma forma simples e sem conhecimentos técnicos avançados, o que garante às empresas independência neste processo. Além disso, esta solução incorpora o conceito de gêmeos digitais, cujo objetivo é criar representações virtuais de uma ou mais entidades físicas, como máquinas industriais, totalmente sincronizada em tempo real com suas versões físicas. Esta representação é feita através de uma plataforma web dinâmica, adequada a cada máquina integrada no sistema. Por fim, a solução foi testada a nível de latência na transmissão de dados, usabilidade e de cobertura de várias entidades físicas, simulando uma linha de produção. Como resultado a solução demonstrou ter a capacidade para manter os operadores sincronizados com a linha de produção à distância e que consegue oferecer a versatilidade no que toca à incorporação de máquinas dinamicamente sem grande esforço e conhecimento por parte de utilizadores.
Description
Keywords
Engenharia informática Computação móvel Setor industrial Robótica Corte de pedra