RCI-Aula12 não

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Informatização das empresas
• A tendência de informatização crescente das empresas permite
acelerar cada processo (produto ou serviço) e cria a necessidade
ao modo como as informações são trocadas;
• Em um processo de fabricação, certos requisitos tornam-se
fundamentais:
– Fatores econômicos;
– Tempo de resposta;
– Confiabilidade dos equipamentos e da informação;
– Evolução (flexibilidade) dos equipamentos;
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Uma empresa, várias redes
• Não existe uma rede única que poderia corresponder às
necessidades de todas as classes ou níveis de atividade
existentes em uma fábrica;
• A solução consiste na adoção de várias redes interconectadas,
cada rede servindo de suporte à comunicação no contexto de
uma ou diversas atividades;
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Descentralização
• Existe hoje uma tendência para a descentralização da
inteligência e da capacidade decisória dos componentes de
sistemas de automação industrial;
• Esses sistemas são decompostos em diferentes níveis
hierárquicos de automação, cujos elementos inteligentes são
interligados entre si através de redes de comunicação;
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Modelo CIM
• Uma proposta de estruturação fabril que leva em consideração
essa decomposição da fábrica em módulos funcionais
hierarquicamente dispostos é o modelo CIM;
• CIM - (Computer Integrated Manufacturing, ou Manufatura
Integrada por Computador)
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Modelo CIM
• O modelo CIM objetiva automatizar de forma flexível todos os
processos envolvidos com a manufatura através da aplicação
adequada de sistemas eletrônicos, computacionais e de troca de
informação;
• Para permitir uma maior eficiência nesse processo de automação
flexível, o modelo CIM propõe que a fábrica seja:
– Subdividida em seis diferentes níveis hierárquicos, de
acordo com uma estrutura piramidal;
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Os Níveis Hierárquicos de Integração Fabril
Administração
Corporativa
Planejamento
(Factory)
Área
(Shop)
Célula
(Cell)
Subsistema
(Subsystem)
Componente
(Component)
S A S A S A S A
CAD, CAE, CAP,
CAPP, CAQ, etc...
Flexible Manufacturing
System
Intertravamento e conexão
entre células
Flexible Manufacturing
Cells – Sequenciamento
e intertravamento
Torno, Esteiras, 
Manipulador,
Centro de Usinagem,
etc...
Motores, Chaves,
Relés, etc...
SISTEMA DE
COMUNICAÇÃO
Enterprise-
network
(MAP, TOP)
Fieldbus, MAP-
EPA, Mini-MAP
RTLAN
IC
Industrial 
computer
IC
Industrial 
computer
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Nível 0: Componentes
• Neste nível estão os sensores e atuadores, cada vez mais
dotados de capacidade de processamento local, cujas funções
são:
– Aquisição de dados;
– Monitoração, emissão de alarmes;
– Controle em malha fechada;
– Atuação;
– Fornecimento de informações ao nível 1;
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Os Níveis Hierárquicos de Integração Fabril
Administração
Corporativa
Planejamento
(Factory)
Área
(Shop)
Célula
(Cell)
Subsistema
(Subsystem)
Componente
(Component)
S A S A S A S A
CAD, CAE, CAP,
CAPP, CAQ, etc...
Flexible Manufacturing
System
Intertravamento e conexão
entre células
Flexible Manufacturing
Cells – Sequenciamento
e intertravamento
Torno, Esteiras, 
Manipulador,
Centro de Usinagem,
etc...
Motores, Chaves,
Relés, etc...
SISTEMA DE
COMUNICAÇÃO
Enterprise-
network
(MAP, TOP)
Fieldbus, MAP-
EPA, Mini-MAP
RTLAN
IC
Industrial 
computer
IC
Industrial 
computer
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Nível 1: Subsistemas ou unidades
• Suas unidades de comando são CNCs, CLPs e outros
dispositivos computacionais, cujas funções são:
– Controle do processo ou da máquina;
– Processamento e fornecimento de dados aos operadores;
– Detecção e resposta a qualquer condição de emergência;
– Realização de autodiagnósticos;
– Coleta de informações sobre a produção da unidade, o uso de
matéria-prima, energia e insumos e transferências para o
nível 2;
• Neste nível estão as máquinas, os 
robôs, as esteiras transportadoras, etc.
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Os Níveis Hierárquicos de Integração Fabril
Administração
Corporativa
Planejamento
(Factory)
Área
(Shop)
Célula
(Cell)
Subsistema
(Subsystem)
Componente
(Component)
S A S A S A S A
CAD, CAE, CAP,
CAPP, CAQ, etc...
Flexible Manufacturing
System
Intertravamento e conexão
entre células
Flexible Manufacturing
Cells – Sequenciamento
e intertravamento
Torno, Esteiras, 
Manipulador,
Centro de Usinagem,
etc...
Motores, Chaves,
Relés, etc...
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COMUNICAÇÃO
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network
(MAP, TOP)
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EPA, Mini-MAP
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IC
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computer
IC
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Nível 2: Células flexíveis de manufatura
• As células flexíveis de manufatura ou FMC (Flexible Manufacturing Cells)
são constituídas de um agrupamento lógico de unidade que permite a
fabricação de determinadas famílias de produtos;
• A FMC é vista como uma sub-rede de CNC’s, CLP’s, tendo em geral
uma unidade central de gerenciamento, implementadas em um PC
adaptado ao ambiente industrial.
• Tem por funções:
– Coletar e manter dados de produção, matéria-prima, consumo de
energia, estoques das unidades;
– Otimizar a operação conjunta das unidades sob seu controle
(sequenciamento e intertravamento);
– Responder condições de emergência;
– Interface com o nível superior;
IC
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Administração
Corporativa
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(Factory)
Área
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Célula
(Cell)
Subsistema
(Subsystem)
Componente
(Component)
S A S A S A S A
CAD, CAE, CAP,
CAPP, CAQ, etc...
Flexible Manufacturing
System
Intertravamento e conexão
entre células
Flexible Manufacturing
Cells – Sequenciamento
e intertravamento
Torno, Esteiras, 
Manipulador,
Centro de Usinagem,
etc...
Motores, Chaves,
Relés, etc...
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Nível 3: Área
• Uma área corresponde a um agrupamento de células capazes de fabricar
de forma completa um determinado produto ou linha de produtos;
• A área é uma sub-rede integrando células entre si e conta com uma
unidade de gerenciamento, que também pode ser um IC (Industrial
computer);
– Interconectar células entre si, atribuindo funções a cada uma e
realizando sequenciamentos e intertravamentos entre elas;
– Manter base de dados de produção, estoques, utilização de materiais,
insumos e energia da área;
– Preparar e emitir relatórios de produção;
– Otimizar plano de produção da área;
– Realizar interface com os níveis superior e inferior;
IC
Industrial 
computer
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Administração
Corporativa
Planejamento
(Factory)
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(Shop)
Célula
(Cell)
Subsistema
(Subsystem)
Componente
(Component)
S A S A S A S A
CAD, CAE, CAP,
CAPP, CAQ, etc...
Flexible Manufacturing
System
Intertravamento e conexão
entre células
Flexible Manufacturing
Cells – Sequenciamento
e intertravamento
Torno, Esteiras, 
Manipulador,
Centro de Usinagem,
etc...
Motores, Chaves,
Relés, etc...
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EPA, Mini-MAP
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computerIC
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computer
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Nível 4: Planejamento
• Nesse computadores rodam ferramentas:
– Auxílio no planejamento de produtos – como CAD e CAE;
– Plano de processo – CAPP;
– Plano de produção – CAP;
– Programas para os CNC’s e processo produtivo – CAM;
– Auxílio no controle da qualidade – CAQ;
• Este nível é responsável pelo 
planejamento do produto, do processo e 
produção;
• Aqui não estamos no chão de fábrica, 
mas sim em um setor da engenharia;
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Nível 4: Planejamento
• No conjunto os computadores nesse nível são responsáveis por:
– Planejar e projetar o produto e o processo de fabricação (o que
e como será fabricado);
– Estabelecer plano de produção básico (quantidades e prazos);
– Determinar níveis ótimos de estoques;
– Coletar, processar e armazenar dados sobre:
• Uso e disponibilidade de matéria-
prima, estoques;
• Consumo global de energia;
• Estoques de produtos acabados;
• Controle de qualidade
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Administração
Corporativa
Planejamento
(Factory)
Área
(Shop)
Célula
(Cell)
Subsistema
(Subsystem)
Componente
(Component)
S A S A S A S A
CAD, CAE, CAP,
CAPP, CAQ, etc...
Flexible Manufacturing
System
Intertravamento e conexão
entre células
Flexible Manufacturing
Cells – Sequenciamento
e intertravamento
Torno, Esteiras, 
Manipulador,
Centro de Usinagem,
etc...
Motores, Chaves,
Relés, etc...
SISTEMA DE
COMUNICAÇÃO
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Nível 5: Administração corporativa
• Administração da empresa (compras, vendas, contabilidade, etc);
• Tem por funções:
– Fornecer informações sobre o estado da planta, da companhia
e da produção necessários para gerenciar a planta e
atividades administrativas (compras, vendas, etc);
– Fornecer informações para decisões estratégicas da
companhia;
– Interfaceamento com níveis inferiores da
hierarquia e com o mundo externo;
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Características - CIM
• Cada nível possui requisitos de comunicações diferentes;
• Nos níveis hierárquicos inferiores predomina a transferência de
mensagens curtas com alta frequência;
– O ambiente nesses níveis inferiores é agressivo (quente, frio,
sujo, etc);
• Nos níveis hierárquicos superiores há a predominância de
transferências de mensagens longas a uma frequência mais
baixa;
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Características da comunicação em CIM
Vida útil e
tamanho
médio dos
dados
Tráfego
médio
Quadros /
seg.
Tempo
ocioso entre
transmissões
Administração Corporativa 
Planejamento
Área
Célula
Unidade (subsistema)
Componente
Hostilidade
do meio
Número
de
estações /
segmento
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Características: CIM
• Nos anos 70 existia a ideia de usar o mesmo tipo de rede em toda
a fábrica;
• Deve ser escolhida redes que atendam as exigências específicas
de cada nível hierárquico;
• As sub-redes podem ser bastante diferentes entre si e por isso e
serão conectadas entre si e à linha tronco (backbone) por meio de
gateways, bridges, routers, etc;
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Influência da topologia
• Ponto a ponto;
– A mensagem quase sempre necessita passar por máquinas
intermediárias;
– Store-and-forward;
• Barramento;
– Parada de um barramento;
– A falha em um equipamento não afeta o barramento;
– Preferida em indústrias;
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