Utilização de engenharia de sistemas baseada em modelos para a implantação de gêmeos digitais em sistema de manufatura

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gaudard, Yasmin Yunes Salles
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48995
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Mecatrônicos, 2023.
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spelling Utilização de engenharia de sistemas baseada em modelos para a implantação de gêmeos digitais em sistema de manufaturaIndústria 4.0Gêmeos digitaisDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, Programa de Pós-Graduação em Sistemas Mecatrônicos, 2023.O objetivo deste projeto foi conceber uma estrutura que guie a implementação de Gêmeos Digitais em Sistemas de Manufatura, empregando a Engenharia de Sistemas Baseada em Modelos. Visando respaldar a evolução tecnológica do Laboratório Aberto de Brasília (LAB), um ambiente colaborativo de aprendizado ativo e multidisciplinar focado em prototipagem. O LAB busca a implementação de Gêmeos Digitais (DT) em diferentes níveis de abstração de seu sistema de manufatura, visando apresentar diversas perspectivas do ambiente industrial, abrangendo equipamentos, processos, pessoas e produtos. Um DT é comumente definido como uma representação virtual de um objeto físico ou processo, permitindo simulações ultrarrealistas de modelos físicos, capturando dados históricos e processamento/monitoramento em tempo real. A sua composição multitecnológica, representa um desafio a sua implementação. Nesse contexto, foi proposto um esquema respaldado pela Engenharia de Sistemas Baseada em Modelos (MBSE), considerada uma abordagem mais adequada para aplicações ligadas a sistemas complexos. Além disso, a ISO 23247, que fornece diretrizes para a utilização de Gêmeos Digitais em ambientes industriais, serviu como fonte de requisitos para a estrutura proposta. O método desta pesquisa seguiu as etapas de compreensão do contexto, levantamento de atributos para o framework de implementação de um DT apoiado pela MBSE, validação desses atributos, definição do modelo final e sua aplicação no LAB. A partir da modelagem do sistema em vários níveis que foi realizada com o método MBSE Arcadia, por meio da ferramenta gratuita Capella. Os resultados alcançados incluem o Modelo para a implementação de um DT de múltiplos escopos e a arquitetura preliminar do sistema de interesse, identificando os atores envolvidos no cenário escolhido, suas funcionalidades e o fluxo de intO objetivo deste projeto foi conceber uma estrutura que guie a implementação de Gêmeos Digitais em Sistemas de Manufatura, empregando a Engenharia de Sistemas Baseada em Modelos. Visando respaldar a evolução tecnológica do Laboratório Aberto de Brasília (LAB), um ambiente colaborativo de aprendizado ativo e multidisciplinar focado em prototipagem. O LAB busca a implementação de Gêmeos Digitais (DT) em diferentes níveis de abstração de seu sistema de manufatura, visando apresentar diversas perspectivas do ambiente industrial, abrangendo equipamentos, processos, pessoas e produtos. Um DT é comumente definido como uma representação virtual de um objeto físico ou processo, permitindo simulações ultrarrealistas de modelos físicos, capturando dados históricos e processamento/monitoramento em tempo real. A sua composição multitecnológica, representa um desafio a sua implementação. Nesse contexto, foi proposto um esquema respaldado pela Engenharia de Sistemas Baseada em Modelos (MBSE), considerada uma abordagem mais adequada para aplicações ligadas a sistemas complexos. Além disso, a ISO 23247, que fornece diretrizes para a utilização de Gêmeos Digitais em ambientes industriais, serviu como fonte de requisitos para a estrutura proposta. O método desta pesquisa seguiu as etapas de compreensão do contexto, levantamento de atributos para o framework de implementação de um DT apoiado pela MBSE, validação desses atributos, definição do modelo final e sua aplicação no LAB. A partir da modelagem do sistema em vários níveis que foi realizada com o método MBSE Arcadia, por meio da ferramenta gratuita Capella. Os resultados alcançados incluem o Modelo para a implementação de um DT de múltiplos escopos e a arquitetura preliminar do sistema de interesse, identificando os atores envolvidos no cenário escolhido, suas funcionalidades e o fluxo de interação entre todos os componentes. Isso permitirá futuras simulações e análises em um único quadro, considerando o sistema como um todo, e não subsistemas isolados. eração entre todos os componentes. Isso permitirá futuras simulações e análises em um único quadro, considerando o sistema como um todo, e não subsistemas isolados.he objective of this project was to devise a framework guiding the implementation of Digital Twins in Manufacturing Systems, employing Model-Based Systems Engineering. This aims to support the technological evolution of the Open Laboratory of Brasília (LAB), a collaborative environment focused on active and multidisciplinary learning with a primary focus on prototyping. LAB seeks to implement Digital Twins (DT) at different levels of abstraction within its manufacturing system, aiming to present diverse perspectives of the industrial environment, encompassing equipment, processes, people, and products. A DT is commonly defined as a virtual representation of a physical object or process, enabling ultra-realistic simulations of physical models, capturing historical data, and processing/monitoring in real time. Its multitechnological composition poses a challenge to its implementation. In this context, a scheme supported by Model-Based Systems Engineering (MBSE) was proposed, considered a more suitable approach for applications related to complex systems. Additionally, ISO 23247, which provides guidelines for the use of Digital Twins in industrial environments, served as a source of requirements for the proposed structure. The research methodology followed the stages of understanding the context, identifying attributes for the implementation framework of a DT supported by MBSE, validating these attributes, defining the final model, and applying it to LAB. The system modeling at various levels was carried out using the MBSE Arcadia method through the free tool Capella. The achieved results include the Model for the implementation of a multi-scope DT and the preliminary architecture of the system of interest. This identified the actors involved in the chosen scenario, their functionalities, and the flow of interaction between all components. This will enable future simulations and analyses within a unified framework, considering the system as a whole rather than isolated subsystems.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Sistemas MecatrônicosSilva, Jones Yudi Mori Alves dayasminyuness@gmail.comGaudard, Yasmin Yunes Salles2024-07-17T22:39:57Z2024-07-17T22:39:57Z2024-07-172023-12-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfGAUDARD, Yasmin Yunes Salle. Utilização de engenharia de sistemas baseada em modelos para a implantação de gêmeos digitais em sistema de manufatura. 2023. 76 f., il. Dissertação (Mestrado em Sistemas Mecatrônicos) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48995porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-07-17T22:39:57Zoai:repositorio.unb.br:10482/48995Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-07-17T22:39:57Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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