Virtualização e Otimização de Processos na Indústria 4.0

Neste trabalho pretendeu-se desenvolver o processo de virtualização de processos industriais, reforçando a importância do conhecimento a análise dos processos automáticos na Indústria 4.0.

A virtualização dos processos permite criar uma representação virtual de um processo a estudar para análise do mesmo. No âmbito da virtualização surge o conceito de digital twin. Este é uma representação virtual de um processo físico existente, que recria e mantem todas as informações relativas ao processo, de modo a identificar erros e melhorias, pela sua interação com o processo físico.

Inicialmente foi efetuado o digital twin de um kit de automação existente na Siemens Automation Academy, na ESTG. Este kit genérico, pretende simular diferentes processos industriais sequenciais, para tal é composto por um transportador que vai movimentando peças entre diferentes estações, tendo disponível para o operador sensores e atuadores essenciais ao funcionamento do processo automático. Para o processo de virtualização recorreu-se ao software de modulação 3D, Siemens NX MCD. Com este software criou-se o digital twin, de modo a conservar a mecânica e a física do processo físico, assim como o seu funcionamento geral por meio de sensores e atuadores.

O passo seguinte foi efetuar o comissionamento virtual de modo a garantir que o comportamento do modelo virtual fosse igual no modelo real. Este comissionamento permitirá, em ambiente virtual, estudar e analisar o processo para colmatar erros de funcionamento e estruturar um controlo otimizado e adequado ao processo. Deste modo é possível estudar o comportamento do processo com vista a poder ser implementadas algumas otimizações, como por exemplo ser possível reduzir tempos de ciclo assim com outros paramentos eventuais recursos

O controlo do funcionamento automático do processo foi garantido através autómato industrial Siemens S7-1500, que estava ligado fisicamente ao modelo real e pelo protocolo OPC-UA do modelo virtual. Com este protocolo de comunicação, estabeleceu-se um servidor que disponibilizará a informação relativa ao sistema, para que dispositivos externos da mesma rede possam aceder á mesma.

Processo de electrodeposição (electro-plating)

Modelo real

Modelo Virtual

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