Eng. Marcelo Moretti Fioroni Orientado Estudo e Análise Comparativa de Características de Arquitetura entre os Sistemas Holônicos de Manufatura e a Manufatura Ágil O presente trabalho pretende estudar comparativamente as arquiteturas do sistema de manufatura holônico, atualmente em desenvolvimento, e um dos sistemas de manufatura ágil existentes atualmente. O trabalho está sendo apoiado pela Fapesp através de uma bolsa de mestrado. Eng. Marcelo Moretti Fioroni Orientado Prof. Dr. Antônio Batocchio Orientador

Objetivos do Trabalho Identificar e analisar as características da arquitetura dos sistemas holônicos de manufatura e a manufatura ágil; Discutir e comparar o sistema holônico com o sistema ágil; Construir modelos virtuais dos dois sistemas através de ferramenta de simulação de processos; Testar os modelos visando quantificar as diferenças entre os dois sistemas.

Motivações / Justificativa Novas exigências do mercado mundial para o próximo milênio; IMS Consortium: Criado para desenvolver novas tecnologias de manufatura. Entre elas, o Sistema Holônico de Manufatura; Presença do Brasil entre os países atuantes no mercado mundial do próximo milênio; Novas exigências do mercado mundial para o próximo milênio Atualmente, pode-se notar a crescente necessidade de produção em lotes pequenos e produtos personalizados. Essa tendência deve se agravar, tornando os atuais sistemas de manufatura insuficientes para atender ao mercado de forma economicamente viável. IMS Consortium: Criado para desenvolver novas tecnologias de manufatura: O governo de vários países, ao lado de suas instituições de ensino e empresas de renome, reuniram-se formando o “Intelligent Manufacturing Systems Consortium”, com o objetivo de desenvolver o sistema de manufatura ideal para atender às novas demandas do mercado previstas para o século XXI. Um dos tópicos em estudo é o Sistema Holônico de Manufatura. Presença do Brasil entre os países atuantes no mercado mundial do próximo milênio Parece claro que os países integrantes do IMS Consortium terão enorme vantagem competitiva, graças às novas tecnologias desenvolvidas. O Brasil precisa acompanhar estes estudos para ter condições de atuar em pé de igualdade dentro do novo mercado mundial. Esta é a razão pela qual o presente trabalho se reveste de importância para a comunidade acadêmica e empresarial do país.

O Sistema Holônico de Manufatura Do grego: “holos” = “todo”. Sufixo “-on”, que indica “parte ou partícula”: HOLON; Busca a funcionalidade e capacidade de adaptação presentes nos organismos vivos e sistemas sociais; Objetivos: Sistema Holônico de Manufatura A palavra HOLON foi proposta pela primeira vez por Philip Koestler em seu livro “Ghost of the Machine”. Ela é usada para definir um sistema que é auto-suficiente, um “todo” ou “holos”, mas ao mesmo tempo é parte de um sistema maior, sendo uma partícula deste (sufixo “-on”) e do qual depende em alguns aspectos. Essa estrutura é a mesma encontrada nos organismos vivos. As células são sistemas completos e auto-suficientes, mas unem-se para formar um sistema maior, como os tecidos. As famílias representam um sistema em si, que, unidas, formam um sistema social. O sistema holônico busca atingir as mesmas características de adaptação, flexibilidade e estabilidade dos sistemas orgânicos e sociais. Fornecerá aos sistemas de manufatura uma funcionalidade semelhante ao “plug and play” atualmente existente nos computadores. Estabilidade diante dos imprevistos; Adaptabilidade e flexibilidade diante das mudanças; Uso eficiente de seus recursos.

Arquitetura do Sistema Holônico Holon de Pedido (Order holon): Representa uma tarefa dentro do sistema de manufatura, o pedido do cliente. Holon de Produto (Product holon): Reúne todo o conhecimento sobre o produto (materiais, processo, etc.) Holon de Recurso (Resource holon): trata-se da parte física, como máquinas, pessoas e infra-estrutura. Arquitetura de referência para os sistemas holônicos: PROSA Proposta pelos pesquisadores da Universidade Católica de Leuven na Bélgica, inicialmente em um paper de 1997 e posteriormente através de tese de doutorado. Esta arquitetura identifica três holons básicos dentro do sistema de manufatura: Holon de Pedido: Representa uma tarefa dentro do sistema de manufatura. Cuida para que o trabalho seja executado corretamente e na hora certa. O holon de pedido pode representar um pedido de cliente, um pedido de fabricação para estoque, pedido de manutenção e reparo de recursos, etc. Holon de Produto: Reúne todo o conhecimento sobre o produto, bem como os procedimentos necessários para a sua fabricação dentro do nível de qualidade desejado. Ele age como um fornecedor de informações para os outros holons. Holon de Recurso: Este holon representa o que tradicionalmente se conhece como a estrutura física de uma fábrica: máquinas, espaço físico, energia elétrica, matéria prima, ferramentas, etc.

Arquitetura dos Sistemas de Manufatura Ágil Existentes Hierárquicos: Possuem um controle centralizado que é responsável por todas as tomadas de decisão do sistema. Exemplo: FMS / CIM Heterárquicos: O processo de tomada de decisão é distribuído entre vários componentes do sistema, que toma as decisões de forma absolutamente independente. Exemplo: Multiagent Systems (agentes inteligentes). Arquitetura dos sistemas de manufatura ágil A manufatura ágil é um conceito ainda em desenvolvimento. Sua primeira definição foi fornecida pelo Iaccocca Institute, em 1991: “A habilidade de prosperar em um ambiente competitivo onde ocorrem mudanças contínuas e inesperadas, e responder rapidamente às bruscas mudanças do mercado orientadas pelos clientes, valorizando seus produtos.” A arquitetura dos sistemas considerados ágeis identificados até o momento, podem ser classificados em dois grupos: Hierárquicos: cujo controle é totalmente centralizado Heterárquicos: cujo controle é totalmente distribuído

Simulação de Processos O que é ? Como é aplicada ? Cronograma proposto para o desenvolvimento do estudo De acordo com o cronograma proposto, o estudo está se desenvolvendo conforme previsto.

A Simulação é uma técnica que possibilita “testar” situações reais de produção antes de se fazer qualquer investimento, possibilitando prever novas necessidades ou problemas.

1 Estudo prévio do processo e coleta de informações. O processo e suas etapas são analisados e todos os tempos envolvidos são coletados, possibilitando gerar “Curvas Estatísticas” de comportamento.

2 Criação de um “modelo” do processo no computador através de um software de simulação.

Curvas de comportamento Alimentação do modelo com as informações do processo e obtenção dos resultados. 3 Colocando as informações de tempo no modelo, este irá produzir resultados como se fosse o processo real atual. O processo e suas etapas são analisados e todos os tempos envolvidos são coletados, possibilitando gerar % Curvas de comportamento Modelo Resultados

4 A partir dos resultados do modelo, pode-se propor variações visando a otimização do processo Essas variações irão gerar novos resultados e prosseguirão até que se atinja uma situação satisfatoriamente otimizada. O processo e suas envolvidos possibilitando gerar são coletados etapas são analisados e todos os tempos , % Novos Resultados Novas informações Modelo Alternativo

Simulação de Processos Metodologia de Estudo Simulação de Processos Sistema Holônico Sistema Ágil Metodologia de Estudo A comparação entre a arquitetura dos dois sistemas será realizada através da ferramenta Simulação de Processos. O software escolhido provavelmente será o Arena, uma vez que o pesquisador possui maior experiência no uso do mesmo. Construção dos modelos Será construído um modelo virtual de cada sistema (holônico e ágil), que serão constituídos dos mesmos recuros, e submetidos às mesmas condições de adversidade e solicitação de produção. Análise comparativa dos resultados Serão escolhidos índices de desempenho coerentes com a situação proposta. Análise comparativa dos resultados

Próximas etapas do estudo Construção dos modelos de simulação dos dois sistemas; Simulação e análise comparativa dos resultados obtidos; Elaboração da Dissertação e defesa. X

Resultados Esperados Demonstração das diferenças de comportamento entre o sistema holônico e o sistema ágil, sob diferentes condições de trabalho; Quantificação destas diferenças. Percepção relativa dos aspectos positivos e negativos de cada sistema

Contribuição Científica Comparação inédita entre arquitetura de sistema Holônico e de sistema de manufatura ágil; Chamar a atenção da comunidade acadêmica e empresarial brasileira para a importância do sistema holônico. Sugestão de metodologia para comparação entre sistemas de manufatura através de simulação de processos.

Divulgação através de Home Page Grupo de Pesquisa em Sistema Holônico de Manufatura Além deste, vários outros trabalhos voltados aos sistemas holônicos encontram-se em andamento. Tais trabalhos foram reunidos no GPHMS, que é coordenado pelo Prof. Dr. Antônio Batocchio. Como parte deste trabalho, foi construída uma home page na internet para divulgação das atividades do grupo.

Sites na Internet relacionados Intelligent Manufacturing Systems: http://www.ims.org Dept. Mecânica da Katholieke Universiteit Leuven, Bélgica: http://www.mech.kuleuven.ac.be Forum sobre Manufatura Ágil: http://www.agilityforum.org The Agile Manufacturing Project at MIT: http://web.mit.edu/ctpid/www/agile/QR1.html

Breve curriculum do Pesquisador Eng. Marcelo Moretti Fioroni Breve curriculum do Pesquisador Formação: Eng. Eletrônica com ênfase em Computadores - dez/1993 FEI - Faculdade de Engenharia Industrial Principais Atividades Profissionais: Nutecnet/ZAZ - Administrador de rede e responsável pela avaliação de novas tecnologias em Internet (3 anos). PARAGON - Consultoria em Simulação de Processos com o software Arena em grandes empresas (5 anos).