Desenvolvimento da unidade de gerenciamento de uma célula flexível de manufatura integrada a um sistema CAD/CAPP/CAM

Abstract

Este trabalho apresenta uma metodologia para o projeto e implementação de Células Flexíveis de Manufatura (FMC’s) capaz de promover a fabricação remota de peças utilizando os recursos da World Wide Web. Esta metodologia, denominada WebFMC, descreve um método de integração das estações de trabalho de uma FMC baseado na arquitetura de controle hierárquica modificada e uma arquitetura detalhada para a implementação do sistema de controle da célula (denominado Unidade de Gerenciamento). A abordagem concebida poderá ser utilizada tanto na academia quanto na indústria. Na academia, esta metodologia servirá como modelo para a construção de laboratórios remotos auxiliando os cursos de engenharia no ensino a distância. Na indústria, promoverá a oportunidade de negócios às empresas que não possuem os recursos necessários para a fabricação de seus produtos. O projeto da FMC, a qual este trabalho faz referência, foi concebido a partir de um trabalho inicial de modelagem. As técnicas utilizadas (modelagem por simulação via workspace e modelagem a eventos discretos via Redes de Petri) resultaram na definição do layout da célula e nas mensagens que devem ser trocadas entre as estações de trabalho respectivamente. Os métodos IDEF0 e IDEF1x, da metodologia IDEF, foram utilizados para projetar e documentar respectivamente o modelo funcional e de dados da Unidade de Gerenciamento. A Unidade de Gerenciamento (MgU), como sistema computacional, foi projetada com base no Processo Unificado da Rational (RUP). Isto resultou na incorporação de elementos da célula e nas mensagens que devem ser trocadas entre as estações de trabalho respectivamente. Os métodos IDEF0 e IDEF1x, da metodologia IDEF, foram utilizados para projetar e documentar respectivamente o modelo funcional e de dados da Unidade de Gerenciamento. A Unidade de Gerenciamento (MgU), como sistema computacional, foi projetada com base no Processo Unificado da Rational (RUP). Isto resultou na incorporação de elementos da tecnologia de orientação a objetos na construção de um sistema computacional reutilizável e de fácil manutenção. Utilizou-se a Linguagem de Modelagem Unificada (UML) para documentar os fluxos de trabalho do ciclo de vida da MgU. Java é a tecnologia utilizada na implementação da MgU. As API’s e tecnologias associadas fornecem o suporte necessário para que a MgU possa ser executada via internet (via JNLP - URL: http://webfmc.graco.unb.br/mgu/mgu.jnlp), para que tenha acesso a base de dados (via JDBC) e se comunique com as estações de trabalho (utilizando a API Java Communication e a interface JNI). _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The aim of this work is to present a methodology to design and to implement Flexible Manufacturing Cell (FMC’s) that should be used to manufacture parts remotely using the World Wide Web resources. This methodology (WebFMC) describes a method to integrate the FMC workstations based on the hierarchical modified control architecture and an architecture to implement the cell control system (Management Unit). This methodology approach can be applied in academic centre such as in the industry. In academic centre will serve as a model to built remote laboratories to the engineering courses in the distance learning. On the industry, will promote the business opportunity to the every company that does not possess the necessary resources to manufacture their products. The design of this FMC is based on the modeling work. The simulation modeling by workspace and the discrete event modeling by Petri Nets was used to define the cell layout and to describe the messages that should be changed among the workstations respectively. The methods IDEF0 and IDEF1x, from the IDEF methodology, were used to design and to document the functional and data modeling from the Management Unit. The Management Unit (MgU), as a computational system, was designed based on the Rational Unified Process (RUP). Based on this approach, was possible to aggregate important elements of object oriented design to build a computational system reusable and easiest maintenance. The Unified Modeling Language (UML) was used to design and to document the Management Unit’s cycle life. Java is the technology used to implement the MgU. The API’s and associated technology supply the necessary support to run the MgU by internet (via JNLP - URL: http://webfmc.graco.unb.br/mgu/mgu.jnlp), to access the database (via JDBC) and to establish the communication with the workstations (using the API Java Communication and the Interface JNI). ________________________________________________________________________________ RESUMEN

Este trabajo presenta una metodología para el proyecto y la implementación de Células Flexibles de Manufactura (FMC’s), utilizadas el la fabricación remota de piezas, empleando los recurso de la World Wide Web. Esta metodología, denominada WebFMC, describe un método de integración de la estaciones de trabajo de una FMC, basado en la arquitectura de control jerárquica modificada y una arquitectura para la implementación de los sistema de control de la célula (Unidad de Control). Esta metodología podrá ser utilizada tanto en lo académico como en lo industrial. En lo académico servirá como un modelo para la implementación de laboratorios remotos; en lo industrial, promoverá la oportunidad de negócios para empresas que aún no poseen las herramientas para la manufactura del producto. El proyecto de la FMC de este trabajo, fue concebido a partir de un trabajo inicial de modelamiento. Las técnicas utilizadas (modelamiento por simulación empleando el workspace y modelamiento a eventos discretos empleando Redes de Petri) resultaron en la definición del layout de la célula y los mensajes intercambiados entre las estaciones de trabajo. Los métodos IDEF0 e IDEF1x de la metodología IDEF, fueron utilizados para proyectar y documentar respectivamente el modelo funcional y de de datos de la Unidad de Control. La Unidad de Control (MgU) fue proyectada con base en el Proceso Unificado de la Rational (RUP). Esto resultó en la incorporación de elementos de tecnología orientada a objetos en la construcción de un sistema computacional reutilizable y de fácil mantenimiento. El Lenguaje Unificado de Modelaminento (UML) fue utilizado para documentar los fluxos de trabajo del ciclo de vida de la MgU. Java es la tecnología empleada en la implementación de la MgU. Las API’s y las tecnologías asociadas suministran el soporte necesario para ejecutar la MgU por la Internet (via JNLP URL: http://webfmc.graco.unb.br/mgu/mgu.jnlp), para accesar la base de datos (via JDBC) y para comunicarse con las estaciones de trabajo (API Java Communication y la interface JNI).