Análise de eficiência energética em sistemas de produção por meio da utilização de ferramentas de manufatura digital

Abstract

Recentes dificuldades de abastecimento do sistema energético brasileiro, mudanças climáticas globais, pressão pela aplicação de práticas sustentáveis e custos de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica com perspectiva de crescimento são fatores cada vez mais presentes na pauta de discussão da sociedade atual. De maneira complementar, o custo da energia elétrica torna-se cada vez mais significativo, sendo um importante vetor a ser considerado na competitividade empresarial. Desta forma, este trabalho busca incluir as variáveis associadas à eficiência energética dentro do contexto de análise de sistemas de manufatura. A metodologia utilizada inclui a construção de um modelo de simulação a partir de um sistema de manufatura digital, considerando-se esta uma tecnologia emergente que busca aprimorar os processos de desenvolvimento de sistemas de produção através da introdução de novos conjuntos integrados de software. Os cenários avaliados envolvem a coleta e análise de dados energéticos e de manufatura de uma linha de produção de motores automotivos, submetida à implementação de diferentes estratégias de simulação que objetivam a redução do consumo global de energia elétrica. Os resultados obtidos demonstram que a simulação de ações de controle a partir de sistemas de manufatura digital permite não apenas a obtenção de um diagnóstico apurado da situação atual das instalações, como também possibilita o uso mais eficiente dos recursos disponíveis através da identificação de oportunidades de incremento em indicadores de eficiência energética, mesmo em sistemas de produção já bem concebidos originalmente.

Brazilian energy system’s supply problems, global warming, outside pressures to the application of sustainable practices and rising energy prices are factors increasingly present in today's society. In addition, the cost of electric power becomes increasingly significant, being an important vector to be considered in business competitiveness. Thus, this work includes the energy efficiency variables within the context of manufacturing systems analysis. The methodology includes the development of a simulation model over a digital manufacturing system, an emerging technology that seeks to improve the industrial plants' development processes by introducing new integrated software suites. The evaluated scenarios involve the collection and analysis of energy and manufacturing data of an automotive engine production line, where different simulation strategies were implemented aiming the overall electricity consumption reduction. The results show that the simulation of control actions through digital manufacturing systems allows not only getting a current situation diagnosis of the facilities, but also enables a more efficient use of available resources by identifying opportunities to increase energy efficiency indicators, even in well designed production systems.