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Desenvolvimento de sensores inteligentes aplicados para a manutenção preditiva na indústria 4.0

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Autor Bonemberger Junior, Sérgio Luiz;
Orientador Kunst, Rafael;
Lattes do orientador http://lattes.cnpq.br/1301443198267856;
Instituição Universidade do Vale do Rio dos Sinos;
Título Desenvolvimento de sensores inteligentes aplicados para a manutenção preditiva na indústria 4.0;
Resumo A quarta revolução industrial também chamada de Indústria 4.0, está, cada vez mais, integrando o mundo físico ao mundo digital, através da implementação de sistemas ciberfísicos em plantas de produção industrial. O desenvolvimento deste tipo de sistema utiliza a Internet das Coisas para permitir que equipamentos troquem informações entre si e com os seus arredores, constituindo assim, um ambiente industrial inteligente. Entre os vários conceitos que estão surgindo ou se modernizando devido a quarta revolução industrial, um que pode ser destacado é o de Manutenção Preditiva, que busca prever quando uma máquina irá apresentar defeito com base em sinais previamente emitidos pela mesma. Considerando a relevância da Manutenção Preditiva utilizando sensores de Internet das Coisas no contexto da Indústria 4.0, neste trabalho foi realizada uma pesquisa nas áreas de Internet das Coisas e Computação em Neblina, que resultou na implementação de uma arquitetura de baixo custo para coletar dados relativos ao funcionamento de equipamentos em indústrias. Foram desenvolvidos sensores para coletar os dados de vibração de máquinas, com a periodicidade de medições configurável, permitindo maximizar a vida útil dos mesmos mantendo a qualidade dos dados coletados. Para validar o funcionamento do modelo proposto foram realizados testes com e sem a utilização da Camada de Neblina, com uso de diferentes frequências na coleta de dados e com ou sem aplicação de um algoritmo de compressão de dados. Os resultados não comprovaram que a utilização de uma Camada de Neblina teve impacto significativo na redução do consumo de energia. Nos testes com diferentes frequências na coleta de dados, no entanto, pode ser verificado uma relação entre o volume de dados transmitidos com a energia dispendia nas operações;
Abstract The fourth industrial revolution, also called Industry 4.0 is increasingly integrating the physical world with the digital world through the use of cyberphysical systems in industrial production plants. The development of this type of system uses the Internet of Things to enable equipment to exchange information with each other and their surroundings, thus constituting an intelligent industrial environment. Among many concepts that are emerging due to the fourth industrial revolution, one that can be highlighted is Predictive Maintenance, which seeks to predict when a machine will fail based on signals previously emitted by it. Considering the relevance of Predictive Maintenance using IoT sensors in the context of Industry 4.0, this work carried out a research in the areas of IoT and Fog Computing, which resulted in the development of a low cost architecture to collect data related to equipment operation in industries. Sensors were developed to collect machine vibration data, with configurable measurement periodicity, allowing them to maximize machine lifetime while maintaining the behavior of the collected data. To validate the proposed model, tests were performed with and without the use of the Fog Layer, with the use of different frequencies in the data collection and with or without the application of a data compression algorithm. The results did not prove that the use of a Fog Layer had a significant impact on reducing energy consumption. However, in tests with different frequencies in data collection, a relationship could be verified between the amount of data transmitted with the energy spent on operations;
Palavras-chave Internet das Coisas; Industria 4.0; Sensores; Manutenção Preditiva; Computação em Neblina; Internet of Things; Industry 4.0; Sensors; Predictive Maintenance; Fog Computing;
Tipo TCC;
Data de defesa 2019-12-09;
URI http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/11042;
Nivel Graduação;
Curso Ciência da Computação;


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