Elaboração de modelo de maturidade (Indústria 4.0) para fabricantes de componentes industrializados
DOI:
https://doi.org/10.46421/sbtic.v3i00.569Palabras clave:
Indústria 4.0, Pré-fabricação, Sistemas construtivos, IndustrializaçãoResumen
A Indústria 4.0 visa otimizar operações em tempo real e criar modelos de negócios completamente inovadores pela introdução de tecnologias como Internet das Coisas e Sistemas Ciberfísicos no ambiente industrial. Para que fabricantes de componentes para sistemas construtivos industrializados se beneficiem dessa revolução industrial, é necessário contextualizar o conceito da Indústria 4.0 para o setor da construção pré-fabricada. Como parte de uma pesquisa de mestrado em progresso, esse artigo utiliza uma abordagem de Design Science Research para sistematizar as tecnologias da Indústria 4.0, propor uma configuração da Indústria 4.0 para fabricantes de componentes para sistemas construtivos e desenvolver uma ferramenta de avaliação de maturidade para caracterizar o estágio atual de desenvolvimento tecnológico do setor segundo conceitos da Indústria 4.0.
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ABANDA, F. H.; TAH, J. H. M.; CHEUNG, F. K. T. BIM in off-site manufacturing for buildings. Journal of Building Engineering, v.14, n. 89-102, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2017.10.002
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15965-1: Sistema de classificação da informação da construção. Parte 1: Terminologia e estrutura, 2011.
BADGER, L.; GRANCE, T.; PARTT-CORNER, R.; VOAS, J. Cloud Computing Synopsis and Recommendations. National Institute of Standards and Technology, U.S. Department of Commerce, Special Publication 800-146. 2012.
BOCK, T.; LINNER, T. Robotic industrialization: automation and robotic technologies for customized component, module and building prefabrication. New York: Cambridge University Press, 2015.
BOSCHERT, S.; HEINRICH, C.; ROSEN, R. Next generation digital twin. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON TOOLS AND METHODS OF COMPETITIVE ENGINEERING, 12., 2018, Las Palmas de Gran Canaria. Proceedings […]. Delft University of Technology: TMCE, 2018. p. 209-218.
BRELL-COKCAN, S. et al. Zukunft Robotik – Automatisierungspotentiale im Stahl- und Metallleichtbau, Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin, Stahlbau 86, Heft 3, p. 225-233, 2017.
DRESCH, A.; LACERDA, D.; ANTUNES JÚNIOR, A. Design Science Research: método de pesquisa para avanço da ciência e tecnologia. São Paulo: Bookman, 2015.
GEISBERGER, E.; CENGARLE, M. V.; KEIL, P.; NIEHAUS, J.; THIEL, C.; THÖNNIßEN-FRIES, H.-J.; Cyber-Physical Systems: Driving force for innovation in mobility, health, energy and production. ACATECH - National Academy Of Science And Engineering. 2011.
GLAESSGEN, E.; STARGEL, D. The digital twin paradigm for future NASA and US Air Force vehicles. In: AIAA/ASME/ASCE/ AHS/ASC STRUCTURES, STRUCTURAL DYNAMICS AND MATERIALS CONFERENCE, 53., 2012, Honolulu. Proceedings [...]. Honolulu: AIAA, 2012. DOI: https://doi.org/10.2514/6.2012-1818
Grieves M., Vickers J. (2017) Digital Twin: Mitigating Unpredictable, Undesirable Emergent Behavior in Complex Systems. In: Kahlen FJ., Flumerfelt S., Alves A. (eds) Transdisciplinary Perspectives on Complex Systems. Springer, 2017. DOI: 10.1007/978-3-319-38756-7_4
KAGERMANN, H.; LUKAS, W. WAHLSTER, W. Industrie 4.0: Mit dem Internet der Dinge auf dem Weg zur 4. industriellen Revolution. VDI nachrichten, n. 13. 2011.
KAGERMANN, H.; LUKAS, W. WAHLSTER, W. HELBIG, J. Recommendations for implementing the strategic initiative Industrie 4.0: Final report of the Industrie 4.0 Working Group. 2013.
KAM, C.; SENARATNA, D.; MCKINNEY, B.; XIAO, Y.; SONG, M. The VDC Scorecard: Formulation and Validation. CIFE Working Paper #WP135. Stanford University, 2013.
LEE, J-S.; KWON, N.; HAM, N-H.; KIM, J-J.; AHN, Y-H. BIM-Based Digital Fabrication Process for a Free-Form Building Project in South Korea. Hindawi. Advances in Civil Engineering, v. 2019, 2019. DOI: https://doi.org/10.1155/2019/4163625
LEE, E. A. Cyber Physical Systems: Design Challenges. In: SYMPOSIUM ON OBJECT ORIENTED REAL-TIME DISTRIBUTED COMPUTING, 11, 2008, Orlando. Proceedings […]. New York: IEEE. p. 363-369. 2008. DOI: https://doi.org/10.1109/ISORC.2008.25
LEE, E. A.; SESHIA, S. A. Introduction To Embedded Systems: A Cyber-Physical Systems Approach. ed. 2. MIT Press, 2017.
LICHTBLAU, K.; STICH, V.; BERTENRATH, R.; BLUM, M.; BLEIDER, M.; MILLACK, A.; SCHMITT, K.; SCHMITZ, E.; SCHRÖTER, M. Industrie 4.0- Readiness. Aachen, Köln: Impuls-Stiftung des VDMA. 2015.
LIN, C.; RAMAKRISHNAN, K.; LIU, J.; NGAI, E. Guest Editorial Special Issue on Cloud Computing for IoT. IEEE Internet of Things Journal, v. 3, n. 3, p. 254-256, 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/JIOT.2016.2554738
MACHADO, Fernanda Almeida. BIM e Internet das Coisas para o monitoramento do consumo de energia da edificação. 2018. 208 p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP.
MARWEDEL, P. Embedded System Design: Embedded Systems Foundations of Cyber-Physical Systems, and the Internet of Things. ed. 4. Springer, 2021.
MCKINSEY & COMPANY. Modular construction: From projects to products. junho, 2019.
Negri, E., Fumagalli, L., Macchi, M. A review of the roles of digital twin in CPS-based production systems. Procedia Manufacturing. v.11, p. 939–948, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.07.198
ORLOWSKI, K. Automated manufacturing for timber-based panelised wall systems. Automation in Construction, v. 109, 102969, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2019.102988
PAN, M.; PAN, W. Determinants of Adoption of Robotics in Precast Concrete Production for Buildings. Journal of Management in Engineering, v. 35, n. 5, setembro. 2019. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)ME.1943-5479.0000706
PwC – PricewaterhouseCoopers. The Industry 4.0 Digital Operations Self Assessment. 2016. Disponível em: <https://www.pwc.com/gx/en/industries/industries-4.0/landing-page/industry-4.0-building-yourdigital-enterprise-april-2016.pdf>. Acesso em: maio, 2021.
RAZKENARI, M.; FENNER, A.; SHOJAEI, A.; HAKIM, H. KIBERT, C. Perceptions of offsite construction in the United States: An investigation of current practices. Journal of Building Engineering, v. 29, maio, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.101138
ROCKWELL AUTOMATION. The connected enterprise maturity model. Disponível em: <http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/wp/cie-wp002_-en-p.pdf>. Acesso em: 12 de novembro, 2020.
RWTH AACHEN UNIVERSITY. Industrie 4.0 in der Zementindustrie – Status quo und Perspektiven. Eine Studie im Auftrag der Initiative für Nachhaltigkeit in der deutschen Zementindustrie. 2019.
SABBATINI, Fernando H. Desenvolvimento de Métodos, Processos e Sistemas Construtivos: Formulação e Aplicação de uma Metodologia. 1989. Tese (Doutorado em Engenharia) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 1989.
SCHUH, G.; ANDERL, R.; GAUSEMEIER, J.; ten HOMPEL, M.; WAHLSTER, W. Industrie 4.0 Maturity Index – Managing the Digital Transformation of Companies (acatech STUDY), Munich: Herbert Utz Verlag 2017.
SÖDERBERG, R.; WÄRMEFJORD, K.; CARLSON, J.S.; LINDKVIST, L. Toward a digital twin for real-time geometry assurance in individualized production. CIRP Annals, v. 66, n1., p.137–140, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cirp.2017.04.038
STÄIB, G.; DÖRRHÖFER, A.; ROSENTHAL, M. Components and Systems. Modular Construction Design, Structure, New Technologies. Munique: Birkhäuser, 2008.
SUCCAR, B. Building information modelling framework: a research and delivery foundation for industry stakeholders. Automation in Construction, v. 18 n. 3, p.357-375, 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2008.10.003
TANG, S.; et al. A review of BIM and the IoT devices integration: Present status and future trends. Automation in Construction., v. 101, p. 127-139, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2019.01.020
TAO, F.; QI, Q.; WANG, L. Digital twins and cyber–physical systems toward smart manufacturing and Industry 4.0: correlation and comparison, Engineering v. 5, p. 653-661, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eng.2019.01.014
WAGIRE, A.; JOSHI, R.; RATHORE, A.; JAIN, R. Development of maturity model for assessing the implementation of Industry 4.0: learning from theory and practice. Production Planning & Control, v. 32, n. 8, 2020. DOI: https://doi.org/10.1080/09537287.2020.1744763
YIN, X.; LIU, H.; CHEN, Y.; AL-HUSSEIN, M. Building information modelling for off-site construction: Review and future directions. Automation in Construction, v. 101, p. 72-91, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2019.01.010
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