Monitoramento da produção e da eficiência de processos de manufatura usando RFID e internet das coisas
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Data
2018-08-31
Autores
Sanches, Heverton Bacca
Título da Revista
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
O conceito da Indústria 4.0 está relacionado à evolução dos sistemas produtivos através da interconexão e integração total entre tecnologias de automação industrial e tecnologia da informação visando a obtenção de maior eficiência, qualidade e produtividade. Nesse contexto, uma tendência recente no ambiente industrial tem sido a utilização conjunta da Identificação por Rádio Frequência (RFID) e a da Internet das Coisas (IoT) na busca da melhoria dos seus processos de manufatura. O principal desafio é promover a integração entre essas tecnologias, de forma que os dados estejam disponíveis sob demanda e em tempo hábil para que as melhores decisões de produção sejam alcançadas. Este trabalho utilizou o RFID e a IoT para o desenvolvimento de uma solução para o monitoramento da produção e da eficiência de um sistema de manufatura flexível (FMS). O desenvolvimento do projeto consistiu em três etapas: aquisição dos dados RFID, processamento para obtenção dos parâmetros de produção e eficiência requeridos e disponibilização em nuvem para a IoT. Etiquetas RFID alocadas nas peças e nos pallets de movimentação permitiram o monitoramento da produção por meio da medição dos tempos de produção e transporte de cada peça produzida no FMS. O cálculo do indicador OEE (Overall Equipment Effectiveness), através dos índices de Performance, Qualidade e Disponibilidade, permitiu o monitoramento da eficiência das estações de trabalho e do FMS. A disponibilização dos dados da aplicação em nuvem de forma padronizada e acessível a outros sistemas foi realizada através da IoT, com a utilização do ScadaBR usando comunicação via serviço web SOAP. Experimentos foram realizados com a produção de peças diferentes (branca, vermelha e preta) e com quantidade de pallets diferentes. Análises estatísticas dos resultados de tempos de produção e de transporte permitiram quantificar erros ou anormalidades na operação do FMS. Resultados relativos ao indicador OEE permitiram o monitoramento e melhoria da eficiência do processo de manufatura.
The Industry 4.0 concept is related to the evolution of production systems through the interconnection and integration between industrial automation and information technology in order to obtain greater efficiency, quality and productivity. In this context, a recent trend in the industrial environment has been the joint use of Radio Frequency Identification (RFID) and Internet of Things (IoT) seeking for improvement in their manufacturing processes. The main challenge is to promote the integration between these technologies, so that the data is available on demand and in real time so that the best production decisions are achieved. This work used the RFID and IoT for the development of a solution for the monitoring of the production and the efficiency of a Flexible Manufacturing System (FMS). The development of the project consisted of three steps: acquisition of RFID data, processing to obtain the required production and efficiency parameters and availability of this data in the Cloud for the IoT. RFID tags allocated in the parts and conveyor pallets allowed production monitoring by measuring the production and transport times of each produced part in the FMS. The calculation of the OEE (Overall Equipment Effectiveness) indicator, through Performance, Quality and Availability indexes, enabled the monitoring of the efficiency of workstations and the FMS. The real-time availability of application data in the cloud in a standardized and accessible form to other systems was performed by IoT with the use of ScadaBR via web service SOAP communication. Experiments were carried out with the production of different parts (white, red and black) and number of pallets. Statistical analysis of the production and transport times allowed to quantify errors or anomalies in the operation of the FMS. Results for the OEE allowed monitoring and improving the efficiency of the manufacturing process.
The Industry 4.0 concept is related to the evolution of production systems through the interconnection and integration between industrial automation and information technology in order to obtain greater efficiency, quality and productivity. In this context, a recent trend in the industrial environment has been the joint use of Radio Frequency Identification (RFID) and Internet of Things (IoT) seeking for improvement in their manufacturing processes. The main challenge is to promote the integration between these technologies, so that the data is available on demand and in real time so that the best production decisions are achieved. This work used the RFID and IoT for the development of a solution for the monitoring of the production and the efficiency of a Flexible Manufacturing System (FMS). The development of the project consisted of three steps: acquisition of RFID data, processing to obtain the required production and efficiency parameters and availability of this data in the Cloud for the IoT. RFID tags allocated in the parts and conveyor pallets allowed production monitoring by measuring the production and transport times of each produced part in the FMS. The calculation of the OEE (Overall Equipment Effectiveness) indicator, through Performance, Quality and Availability indexes, enabled the monitoring of the efficiency of workstations and the FMS. The real-time availability of application data in the cloud in a standardized and accessible form to other systems was performed by IoT with the use of ScadaBR via web service SOAP communication. Experiments were carried out with the production of different parts (white, red and black) and number of pallets. Statistical analysis of the production and transport times allowed to quantify errors or anomalies in the operation of the FMS. Results for the OEE allowed monitoring and improving the efficiency of the manufacturing process.
Descrição
Palavras-chave
Indústria 4.0, FMS, Manufatura, Internet das coisas, RFID, Internet of things, Industry 4.0, Manufacturing