Programação

  • Descrição do curso

    PMR5253 - Sistemas Produtivos Inteligentes


    Docente(s): Fabrício Junqueira (fabri@usp.br)


    Objetivos:

    Sistemas Produtivos (SP) coordenam um conjunto de pessoas e/ou equipamentos, que interagem de forma disciplina por meio de um processo produtivo, a fim de produzirem bens e/ou prestarem serviços. Como alguns exemplos de sistemas produtivos pode-se citar: sistemas de manufatura, sistemas prediais, sistemas de transporte, sistemas de informação. A adição de tecnologias digitais permite a transformação destes sistemas em Sistemas Produtivos Inteligentes (SPI). Esta nova classe de sistemas é capaz de monitorar o ambiente produtivo de forma inteligente, bem como realizar auto análise de desempenho, diagnósticos e controle de forma autônoma. Ele promove a interação eficiente entre equipamentos e pessoas em um ambiente distribuído. Desta forma, esta disciplina visa apresentar e debater os novos conceitos digitais que promovem o estudo, projeto e implementação de Sistemas Produtivos Inteligentes, dentre eles: Internet das Coisas, Gêmeos Digitais, Sistemas Cíber-físicos, Big Data & Analytics, Cloud Computing e, mais recentemente, a Indústria 4.0.


    Justificativa:

    A área de automação e controle tem papel fundamental no projeto e implantação de Sistemas Produtivos. No entanto, nos últimos anos, houve uma rápida aproximação entre as áreas de automação e tecnologia da informação (TI). Alguns conceitos abordados neste curso estão predominantemente relacionados ao mundo de TI, como Cloud Computing e Big Data & Analytics, mas vêm ganhando espaço na área de automação. Outras, como Internet das Coisas, Gêmeos Digitais e Sistemas Ciber-Físicos misturam conceitos de automação e TI, mas ainda não atingiram um nível de maturidade comercial. Dessa forma, o conhecimento conjunto dessas duas áreas é essencial para projetar Sistemas Produtivos Inteligentes.


    Conteúdo:

    1. Apresentar e debater as três primeiras revoluções industriais, em especial que não se tratam apenas de revoluções tecnológicas, mas econômicas, políticas e sociais;
    2. Gêmeo digital;
    3. Cyber Physical System (CPS);
    4. Código de barras, identificadores eletrônicos (RFID) e a Internet das Coisas (IoT);
    5. Do EDI (Electronic Data Interchange - Intercâmbio Eletrônico de Dados) ao SOA (WebService);
    6. Redes colaborativas entre empresas;
    7. Análise de dados e Big data;
    8. Cloud computing;
    9. A quarta revolução industrial de forma ampla, e as suas iniciativas tecnologócias de implementação da Fábrica Inteligente, como a iniciativa alemã, denominada "Indústria 4.0".

    Forma de Avaliação: O conceito final é a média ponderada de exercícios e um trabalho final.

  • Calendário de aulas


    Data Aula Data Aula Data Aula
    12.09 1 10.10 5 14.11 9
    19.09 2 17.10 6 21.11 10
    26.09 3 24.10 7 28.11 11
    03.10 4 07.11 8 12.12 12
  • Aula 01

    Objetivo desta aula

    • Apresentar o curso, sua estrutura e critérios de avaliação
    • Apresentar a evolução da humanidade e da tecnologia até a 3a Revolução Industrial
    • Analisar quais os pilates tecnológicos que permitiram as revoluções industriais

    Ao final da aula o estudante deverá ser capaz de

    • Refletir sobre as tecnologias, seu ciclo de evolução, e as circunstâncias que favoreceram (ou não) sua adoção
    • Refletir se as revoluções industriais foram apenas revoluções tecnológicas

    Como se preparar para esta aula

    • Não se atrase para a aula

    O que será feito durante a aula

    • Aula expositiva e discussão

    O que deve ser feito após a aula

    • Revise os  slides desta aula bem como consultar material na internet
    • Monte um quadro resumo (vide exemplo no tópico "Atividades e/ou recursos") que relacione as três primeira revoluções industriais com os aspectos: economia, política, sociedade, e tecnologia
    • Submeta o PDF do seu quadro resumo antes da Aula 02

    Bibliografia


    Atividades e/ou recursos

    • Arquivo ícone
      ARQUIVO :: Apresentação sobre o curso
      Disponível se: Seu Número USP não está vazio
    • Arquivo ícone
      ARQUIVO :: Evolução / Histórico
      Disponível se: Seu Número USP não está vazio
    • Arquivo ícone
      ARQUIVO :: Exemplo de quadro resumo (sobre as 3 primeiras revoluções industriais) preparatório para a à Aula 02
      Disponível se: Seu Número USP não está vazio
    • Arquivo ícone
      ARQUIVO :: Modelo e orientações específicas para o trabalho final
      Disponível se: Seu Número USP não está vazio
  • Aula 02

    Objetivo desta aula

    • Discutir a evolução da humanidade e da tecnologia até a 3a Revolução Industrial
    • (Tentativa de) traçar um cenário atual para países desenvolvidos ocidentais (por exemplo Estados Unidos e países europeus); países desenvolvidos orientais (por exemplo, China, Coreia do Sul e Japão); e países em desenvolvimento (por exemplo, o Brasil) com relação aos aspectos: economia, fontes de energia, meio ambiente, política, sociedade, e tecnologia

    Ao final da aula o estudante deverá ser capaz de

    • Refletir sobre os diferentes aspectos que cercaram / cercam as revoluções industriais e poder analisar o seu cotidiano
    • Analisar o contexto atual em diferentes regiões do globo e poder identificar oportunidades e problemas para a adoção da 4a Revolução Industrial

    Como se preparar para esta aula

    • Monte um quadro resumo (vide exemplo no tópico "Atividades e/ou recursos") que relacione o cenário atual de países desenvolvidos ocidentais (por exemplo Estados Unidos e países europeus); países desenvolvidos orientais (por exemplo, China, Coreia do Sul e Japão); e países em desenvolvimento (por exemplo, o Brasil) com os aspectos: economia, fontes de energia, meio ambiente, política, sociedade, e tecnologia

    O que será feito durante a aula

    • O intuito é promover uma discussão sobre aspectos relacionados à economia, política, sociedade, e tecnologia referentes às três primeiras revoluções industriais e também sobre o cenário atual

    O que deve ser feito após a aula

    • Ver o tópico "Como se preparar para esta aula" da Aula 03

    Bibliografia

    • Não há

    Atividades e/ou recursos

  • Aula 03

    Objetivo desta aula

    • Apresentar conceitos básicos sobre IoT (Internet of Things)

    Ao final da aula o estudante deverá ser capaz de

    • Entender a origem do IoT, tanto por parte do RFID como da RSSF (Rede de Sensores Sem Fio)
    • Entender o papel do IoT para a Indústria 4.0
    • Entender que IoT não é sinônimo de Indústria 4.0

    Como se preparar para esta aula

    • Consultar os trabalhos listados na bibliografia

    O que será feito durante a aula

    • Aula expositiva
    • Atividades em aula

    O que deve ser feito após a aula

    • Procurar trabalhos relacionando o assunto da aula ao tema do trabalho final

    Bibliografia


    Atividades e/ou recursos

    • Arquivo ícone
      ARQUIVO :: Apresentação sobre IoT
      Disponível se: Seu Número USP não está vazio
  • Aula 04

    Objetivo desta aula

    • Apresentar conceitos básicos sobre CPS (Cyber Physical Systems)

    Ao final da aula o estudante deverá ser capaz de

    • Entender os principais conceitos de CPS e poder diferenciá-lo de  IoT

    Como se preparar para esta aula

    • Consultar os trabalhos listados na bibliografia

    O que será feito durante a aula

    • Aula expositiva

    O que deve ser feito após a aula

    • Procurar trabalhos relacionando o assunto da aula ao tema do trabalho final

    Bibliografia


    Atividades e/ou recursos

    • Arquivo ícone
      ARQUIVO :: Apresentação sobre CPS
      Disponível se: Seu Número USP não está vazio
  • Aula 05

    Objetivo desta aula

    • Apresentar conceitos básicos sobre SOA (Service Oriented Architecture)

    Ao final da aula o estudante deverá ser capaz de

    • Entender os principais conceitos sobre SOA e seu papel na Indústria 4.0

    Como se preparar para esta aula

    • Consultar os trabalhos listados na bibliografia

    O que será feito durante a aula

    • Aula expositiva

    O que deve ser feito após a aula

    • Procurar trabalhos relacionando o assunto da aula ao tema do trabalho final

    Bibliografia


    Atividades e/ou recursos

    • Arquivo ícone
      ARQUIVO :: Apresentação sobre SOA
      Disponível se: Seu Número USP não está vazio
  • Aula 06

    Objetivo desta aula

    • Apresentar conceitos básicos sobre Gêmeo digital (Digital Twin)

    Ao final da aula o estudante deverá ser capaz de

    • Entender os conceitos de Gêmeo Digital
    • Entender as sua semelhanças e diferenças em relação ao CPS

    Como se preparar para esta aula

    • Consultar os trabalhos listados na bibliografia

    O que será feito durante a aula

    • Aula expositiva

    O que deve ser feito após a aula

    • Procurar trabalhos relacionando o assunto da aula ao tema do trabalho final

    Bibliografia


    Atividades e/ou recursos

    • Arquivo ícone
      ARQUIVO :: Apresentação sobre Gêmeo Digital
      Disponível se: Seu Número USP não está vazio
  • Aula 07

    Objetivo desta aula

    • Apresentar conceitos básicos sobre Big data & Analytics

    Ao final da aula o estudante deverá ser capaz de

    • Entender que Big data não se restringe à quantidade de dados
    • Conhecer os 5Vs do Big data
    • Entender que Big data não é útil sem Analytics e vice-versa
    • Entender a importância destes conceitos e tecnologias de forma geral e sua aplicação no contexto da Indústria 4.0

    Como se preparar para esta aula

    • Ler entre as páginas 487 e 510 da bibliografia sugerida

    O que será feito durante a aula

    • Aula expositiva

    O que deve ser feito após a aula

    • Procurar trabalhos relacionando o assunto da aula ao tema do trabalho final

    Bibliografia


    Atividades e/ou recursos

    • Arquivo ícone
      ARQUIVO :: Apresentação sobre Big Data & Analytics
      Disponível se: Seu Número USP não está vazio
  • Aula 08

    Objetivo desta aula

    • Apresentar conceitos básicos sobre Cloud computing

    Ao final da aula o estudante deverá ser capaz de

    • Nem tudo que está na internet deve ser chamado de Cloud, ou seja, não é porque preciso dos meus dados na internet que eu necessito de uma solução de cloud computing
    • Entender a importância destes conceitos e tecnologias de forma geral e sua aplicação no contexto da Indústria 4.0

    Como se preparar para esta aula

    • Ler entre as páginas 267 e 318 da bibliografia sugerida

    O que será feito durante a aula

    • Aula expositiva

    O que deve ser feito após a aula

    • Procurar trabalhos relacionando o assunto da aula ao tema do trabalho final

    Bibliografia


    Atividades e/ou recursos

    • Arquivo ícone
      ARQUIVO :: Apresentação sobre Cloud
      Disponível se: Seu Número USP não está vazio
  • Aula 09

    Objetivo desta aula

    • Apresentar as principais características da 4a Revolução Industrial
    • Apresentar o RAMI 4.0

    Ao final da aula o estudante deverá ser capaz de

    • Entender o que se espera para a 4a Revolução Industrial, principalmente do ponto de vista tecnológico
    • Entender os conceitos de integração horizontal, integração vertical e engenharia fim-a-fim
    • Identificar as principais características do RAMI 4.0

    Como se preparar para esta aula

    • Podem ser consultadas as referências bibliográficas sugeridas, em especial Adolphs et al. (2015) e Pisching (2017) (páginas 21-29, 45-52, 73-81)

    O que será feito durante a aula

    • Aula expositiva

    O que deve ser feito após a aula

    • Rever os slides / o vídeo desta aula

    Bibliografia


    Atividades e/ou recursos

  • Aula 10

    Objetivo desta aula

    • Apresentar o conceito de Componente 4.0 e de Asset Administration Shell (AAS)

    Ao final da aula o estudante deverá ser capaz de

    • Entender os conceitos básicos sobre Componente 4.0 e de Asset Administration Shell (AAS)

    Como se preparar para esta aula

    • Podem ser consultadas as referências bibliográficas sugeridas, em especial Adolphs et al. (2015) e Pisching (2017) (páginas 21-29, 45-52, 73-81)

    O que será feito durante a aula

    • Aula expositiva
    • Exercício de aplicação dos conceitos de Componente 4.0 e AAS a um Ativo

    O que deve ser feito após a aula

    • Rever os slides / o vídeo da aula
    • Continuar o exercício iniciado em aula (exercício 1 / liquidificador), caso não tenha sido concluído
    • Fazer um novo exercício (exercício 2 / cafeteira) para a próxima aula

    Bibliografia

    • A mesma proposta na aula anterior

    Atividades e/ou recursos

    • Arquivo ícone
      ARQUIVO :: Apresentação sobre Componente 4.0 e AAS
      Disponível se: Seu Número USP não está vazio
  • Aula 12

    Objetivo desta aula

    • Os estudantes apresentam os seus trabalhos finais

    Ao final da aula o estudante deverá ser capaz de

    • Demonstrar, por meio do seu trabalho final, que assimilou os conhecimentos apresentados / discutidos em aula

    Como se preparar para esta aula

    • Semanalmente o estudante deve pesquisar trabalhos relacionados ao seu tema, fichar, e aplicar os conceitos ao seu tema

    O que será feito durante a aula

    • Os estudantes apresentarão os seus trabalhos finais

    O que deve ser feito após a aula

    • Deve ser finalizada a versão escrita do trabalho para ser entregue uma semana após a apresentação

    Bibliografia

    • Não há

    Atividades e/ou recursos