4. Aplicações de Software

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1 1. Introdução 2. Sistemas de Fabrico 3. Actividades na Gestão do Processo Produtivo 4. Aplicações de Software 5. e-manufacturing 6. Conclusões Eduardo Tovar, Novembro

2 Aplicações de Software (1) Um Sistema de Produção Integrada vários módulos de software, para suporte da concepção, análise, planeamento, operações de fabrico, controlo, etc. cada qual um sistema de informação per si gera, guarda, adquire (de) e passa informação a outros sistemas os módulos individuais estão distribuídos por um conjunto de plataformas de hardware desafio: funcionamento efectivo do conjunto permitir que esses módulos partilhem a informação e façam uso das capacidades uns dos outros permitir a agilização dos sistemas industriais Eduardo Tovar, Novembro

3 Aplicações de Software (2) Alguns Pacotes de Software Projecto Fabrico Produção Gestão Sistemas de Computer Aided Design (CAD) Sistemas de Product Data Management (PDM) Sistemas de Computer Aided Engineering (CAE) Sistemas de Computer Aided Process Planning (CAPP), tipicamente associados a pacotes de Management Execution Systems (MES) ou Manufacturing Resource Planning (MRP II) Sistemas de Statistical Process Quality Control (SPQC) Sistemas de Escalonamento Job-Shop, tipicamente associados a pacotes de MES ou MRP II Sistemas de Simulação de Produção Diversos pacotes associados aos sistemas que realizam as operações de fabrico Sistemas MRP II, ou mais recentemente sistemas de Enterprise Resource Planning (ERP), ou ainda mais recentemente sistemas de Supply Chain Management (SCM) Exemplos de Pacotes Comerciais: CAD/CAE/CAM PRO/Engineer (da PTC) Mechanical Desktop (Autodesk) CATIA (Dassault Systtémes / IBM) PDM PRO/Intralink (PTC) Metaphase (SRDC) CAPP ProCAP (ProCAP) MetCAPP (TetaTec) Escalonamento ILOG (Ilog) Simulação Arena (Ourumoff) Quest (Quest Soft.) Gestão/Execução Baan (Baan) SAP/R3 (SAP) I2 suite (I2 / IBM) Técnicas: programação matemática, inteligência artificial, redes neuronais, lógica difusa, até à mais recente abordagem ao problema do escalonamento com restrições. Avanços recentes em abordagens reactivas no escalonamento Eduardo Tovar, Novembro

4 Aplicações de Software (3) Agilizar CAD suporta directamente: Tool Path Generation (prog. NC); verificação de colisões; programas para CMM e AVI; ficheiros STL (prototipagem rápida); etc. produtos cada vez mais complexos e com ciclos de vida cada vez mais curtos sistemas CAD modelização paramétrica (dimensões na fixas) modelização com restrições ( superfícies planas são paralelas ; círculo A é concêntrico com círculo B ) modelização feature-based e codificação de tecnologias de grupo (componentes de modelos e repositórios de modelos) Design and Manufacturing (CAD/CAM) Design, Manufacturing and Engineering (CAD/CAM/CAE) CAD suporta ligação a pacotes de análise de engenharia (CAE): elementos finitos (FEA); aerodinâmica; tolerância; cinemática; etc. Eduardo Tovar, Novembro

5 Aplicações de Software (4) Agilizar sistemas CAD, desafios a vencer mais adequados a uma abordagem bottom-up (primeiro a concepção de componentes individuais) do que a uma abordagem top-down (que é a mais natural num projecto de configuração) difícil a automatização da interligação com o CAE (e.g., FEA) dificuldade dos computadores em tomarem decisões com base em informação incompleta, como os humanos fazem IA e Sistemas Baseados em Conhecimento Eduardo Tovar, Novembro

6 Aplicações de Software (5) Agilizar produtos cada vez mais complexos e com ciclos de vida cada vez mais curtos Bases de Dados e SGBDs Normas de Modelização da Informação sistemas PDM (emergiram separadamente dos produtos CAD) sistemas CAD começaram a trazer extensões ditas PDM usual hoje em dia virem associados aos produtos ERP ou SCM a gestão da informação é o núcleo das actividades industriais o PDM gere todas as informações e processos relativos ao ciclo de vida de um produto, visando explorar ao máximo os benefícios da engenharia concorrente» norma para a troca de informação de produto: STEP (STandard for the Exchange of Product model data)» outras normas relevantes para o mesmo efeito: IGES (Initial Graphics Exchange Specification); DXF (Design exchange Format) Eduardo Tovar, Novembro

7 Aplicações de Software (6) das ilhas de automação... SGBD para Engenharia têm per si características específicas: estruturas de dados não uniformes e imprevisíveis; necessidades de redes de estruturas de dados; relações múltiplas das estruturas de dados; estruturas podem participar em papéis muito diferenciados; algoritmos complexos para a instanciação dos dados Ferramentas Bases de Dados Específicas Projecto Mecânico (MCAD) MCAD MCAD Análise (CAE) CAE CAE Projecto Electrónico (ECAD) ECAD ECAD Engenharia de Fabrico (EF) EF EF Eduardo Tovar, Novembro

8 Aplicações de Software (7) à associação de modelos de produto... Ferramentas Projecto Mecânico (MCAD) Análise (CAE) Projecto Electrónico (ECAD) Engenharia de Fabrico (EF) Utilizador Aplicaç. PDM Sistema PDM MCAD ECAD MCAD ECAD Vault Metadados Modelos Item X CAE EF Modelos Item Y CAE EF Eduardo Tovar, Novembro

9 Aplicações de Software (8) à integração de modelos: a utilização de normas para a descrição e manipulação de informação de produto facilita a implementação do PDM STEP/EXPRESS; IGES; DXF uma só norma é ainda melhor: STEP/EXPRESS o expoente que mais pode fazer o STEP/EXPRESS para agilizar a realização de produtos? EXPRESS-X: da associação à Integração de Modelos Mudança do Nível de Abstracção» EXPRESS-X, EXPRESS e STEP ficheiro step.pdf Eduardo Tovar, Novembro

10 Aplicações de Software (9) Agilizar sistemas MES (Management Execution System) interacção software CAPP com ferramentas de CAD interacção de software CAPP com ferramentas de planeamento da produção? normalmente encaradas como duas actividades sequenciais e distintas, mas» decisões no planeamento do processo (p. ex., selecção de máquinas e a sequência de tarefas) restringem escolhas de optimização no planeamento da produção» o planeamento do processo e o escalonamento podem ter conflito de objectivos: tecnologia necessária vs. utilização de recursos Eduardo Tovar, Novembro

11 Aplicações de Software (10) a interoperabilidade de software CAPP com pacotes de planeamento/escalonamento da produção é mais complexa (porquê?) Em aplicações de workflow: recurso é usualmente conotado com a informação necessária. Em aplicações CAPP, recurso significa pessoa ou a máquina. necessidade de ontologias e conversão de sintaxe e semântica o papel da PSL (Process Specification Language) na integração da informação de processo Mudança do Nível de Abstracção» PSL ficheiro psl.pdf Eduardo Tovar, Novembro

12 Aplicações de Software (11) Destaques da Secção Engenharia Concorrente Papel das Ontologias na Integração da Informação produtos cada vez mais complexos e com ciclos de vida cada vez mais curtos agilização de software CAD/CAE/CAM os pacotes PDM fulcrais na gestão da informação de produto (em todo o seu ciclo de vida) o STEP como a norma para a descrição e manipulação da informação de produto (durante o seu ciclo de vida) a integração do planeamento de processo com o planeamento da produção a PSL como linguagem para a descrição e manipulação da informação de processo Eduardo Tovar, Novembro