Monitoramento e teleoperação de um Centro de Torneamento CNC via internet aderente à indústria 4.0 usando protocolos MTConnect e OPC / Monitoring and teleoperation of an industry 4.0 compliant CNC Turning Center via internet using MTConnect and OPC protocols

Authors

  • Luiz Eduardo Santos de Oliveira
  • Alberto J. Alvares

DOI:

https://doi.org/10.34117/bjdv8n6-348

Keywords:

indústria 4.0, Mtconnect, OPC, teleoperação.

Abstract

Este trabalho apresenta o projeto de um framework para o desenvolvimento de um sistema cliente-servidor baseado na internet com a finalidade de monitorar e a teleoperar máquinas-ferramenta CNC, que possui atributos em conformidade com a o paradigma da “Indústria 4.0”. Para o projeto utilizou-se uma abordagem metodológica que envolveu o uso de diagramas IDEF0 e a metodologia de Projeto axiomático para o refinamento do modelo. Padrões como MTConnect e o OPC adaptado para internet foram alguns dos recursos integrados ao framework. O resultado do projeto foi o desenvolvimento do CyberDNC, um sistema que acessa servidores como serviços para a comunicação com um centro de torneamento CNC Fanuc 18i-Ta. Os servidores de monitoramento (supervisão) e atuação remota foram validados e permitiram mapear virtualmente a máquina-ferramenta como um serviço de fabricação disponível através da internet.

References

Álvares, A.J., Ferreira, J.C.E., Shimabukuro, L. e Fernandes, C. (2002). Um Sistema de Telemanufatura Baseado na Web Orientado ao Processo de Oxicorte. Actas do 22º Encontro Nacional de Engenharia de Produção. Associação Brasileira de Engenharia de Produção, Curitiba. pp.1-8.

Álvares, A., Silva, F. e Ferreira, J.C.E. (2005). Webturning: Teleoperação de um centro de torneamento via internet. Actas do 3º Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabricação. Associação Brasileira de Ciências Mecânicas, Joinville. 3º Volume. pp. _.

Álvares, A. J. (2005). Uma metodologia para integração CAD/CAPP/CAM voltada para manufatura remota de peças rotacionais baseada na internet. Tese de Doutorado em Engenharia Mecânica. Departamento de em Engenharia Mecânica - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis. 329pp.

Álvares, A.J. e Ferreira, J.C.E. (2008). Webmachining: System for the design and manufacture of feature-based parts through the web. ABCM Symposium Series in Mechatronics. 3: 688-700.

Benavente, J.C.T. Um sistema para o projeto e fabricação remota de peças prismáticas via internet. Tese de Mestrado em Engenharia Mecânica. Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis. 129 pp.

Benavente, J.C.T. (2011). Um sistema para o projeto e fabricação de peças mecânicas a distância via internet aderente à norma iso 14649 (STEP-NC). Tese de Doutorado em Engenharia Mecânica. Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis. 239 pp.

Fanuc. (2017). CNC Products – Fanuc MTConnect Server. Acedido a 1 Dezembro de 2017, no Web site da: Fanuc America Corporation: https://www.fanucamerica.com/home/products- services/cnc/cnc-software-solutions/fasmtconnect.

Fernandes, R.F., Torrisi, N.M. e Brandão, D. (2009). Remote tuning of industrial controllers using CyberOPC technology. Proceedings of IEEE International Conference on Industrial Informatics (INDIN), Cardiff, Wales-United Kingdom. pp. 750-756.

Gubbi, J., Buyya, R., Marusic, S. e Palaniswami, M. (2013). Internet of things (IoT) : A vision, architectural elements, and future directions. Future Generation Computer Systems. 29:1645– 1660.

Kagermann, H, Wahlster, W. e Helbig, J. (2013). Recommendations for Implementing the Strategic Initiative Industrie 4.0: Final Report of the Industrie 4.0 Working Group. Acedido a 27 Agosto de 2016, no Web site da: German National Academy of Science and Engineering: http://www.acatech.de/de/publikationen/stellungnahmen/kooperationen/detail/artikel/recommen dations-for-implementing-the-strategic-initiative-industrie-40-final-report-of-the-industr.html.

Kim, S.-J., Suh, N. e Kim, S.-G. (1991) Design of software systems based on axiomatic design. Annals of the CIRP. 40: 165-170.

Lee, J. (2003). E-manufacturing : fundamental, tools, and transformation. Robotics and Computer- Integrated Manufacturing.19: 501-507.

Lei, P., Zheng, L., Li, C. e Li, X. (2016). Mtconnect enabled interoperable monitoring system for finish machining assembly interfaces of large-scale components. Procedia CIRP (Supplement C). 56: 378 – 383.

Lin, Y.-L., Lin, C.-C. e Chiu, H.-S. (2015). Developing a cloud virtual maintenance system for machine tools management. Proceedings of the 11th International Conference on Heterogeneous Networking for Quality, Reliability, Security and Robustness (QSHINE),Taipei, Taiwan, 19-20 August 2015. pp. 358–364.

Macdougall, W. (2014). Industrie 4.0 - Smart Manufacturing for the Future. Acedido a 27 Agosto de 2016, no Web site da: Germany Trade & Invest: https://www.gtai.de/GTAI

/Navigation/EN/Invest/Service/Publications/business-information,t=industrie-40--smart- manufacturing-for-the-future,did=917080.html

Mahnke, W., Leitner, S.-H. e Damm, M. (2009). OPC Unified Archtecture. Springer-Verlag. Berlin. Mazak. (2017). Digital Solutions – MTConnect. Acedido a 1 Dezembro de 2017, no Web site da:

Mazak Corp.: https://www.mazakusa.com/machines/technology/digital-solutions/mtconnect/.

Michaloski, J. L., Zhao, Y. F., Lee, B. E e Rippey, W. G. (2013). Web-enabled, real-time, quality assurance for machining production systems. Procedia CIRP. 10: 332–339.

Monostori, L. (2015). Cyber-physical production systems: Roots, expectations and R&D challenges.

Procedia CIRP. 17: 9-13.

Nof, S. Y. (2004). Collaborative E-work and e-mfg: The state of the art and challenges for production and logistics managers. Actas do 11º IFAC Symposium on Information Control Problems in Manufacturing (INCOM). International Federation of Automatic Control, Salvador. 11º Volume.

Sahin, C. e Bolat, E.D. (2009). Development of remote control and monitoring of web-based distributed OPC system. Computer Standards and Interfaces.31: 984-993.

Shi, J., Wan, J., Yan, H. e Suo, H. (2011). A survey of cyber-physical systems. Proceedings of the IEEE International Conference on Wireless Communications And Signal Processing, Naijing, China, 9-11 November 2011. pp 1-6.

Sobel, W. (2010). Mtconnect standard part 1- overview and protocol - 1.1.0 - final. MTConnect Institute. Acedido a 02 de Agosto de 2015, em: http://www.mtconnect.org/standard-documents/.

Suh, N. e Do, S. (2000). Axiomatic design of software system. CIRP Annals - Manufacturing Technology. 49: 95-100.

Suh, N.P. (2001). Axiomatic Design of Software . In: Axiomatic Design - Advances and Applications.

Oxford University Press. New York.

Togay, C., Caniaz, E. S. e Dogru, A. H. (2012). Rule based axiomatic design theory guidance for software development. Proceedings of the IEEE Computer Software and Applications Conference Workshops (COMPSACW), Izmir, Turkey, 16-20 July 2012. pp.544-552.

Verma, N. K., Dev, R., Dhar, N. K., Singh, D. J. e Salour, A. (2017). Real-time remote monitoring of an air compressor using mtconnect standard protocol. Proceedings of the IEEE International Conference on Prognostics and Health Management (ICPHM), Allen, USA, 19-21 June 2017. pp. 109-116.

Published

2022-06-28

How to Cite

Oliveira, L. E. S. de, & Alvares, A. J. (2022). Monitoramento e teleoperação de um Centro de Torneamento CNC via internet aderente à indústria 4.0 usando protocolos MTConnect e OPC / Monitoring and teleoperation of an industry 4.0 compliant CNC Turning Center via internet using MTConnect and OPC protocols. Brazilian Journal of Development, 8(6), 48034–48055. https://doi.org/10.34117/bjdv8n6-348

Issue

Section

Original Papers