Desenvolvimento de um Ambiente de Simulação em Tempo Real para Teste de Scripts em Sistemas Industriais

Resumo

Este trabalho tem como objetivo desenvolver um ambiente de simulação em tempo real para a validação de scripts em sistemas industriais antes de sua implantação em ambientes de produção, com a finalidade de reduzir riscos operacionais e custos associados a falhas. A metodologia utilizada consistiu na análise da linha de produção de espelhos da empresa Vivix, que é uma fabricante de vidros planos, onde foram desenvolvidos algoritmos para quantificar o desperdício de quatro produtos químicos (estanho, paládio, redutora e prata), o consumo de água em bombas de vazão e o desperdício de energia em estufas durante paradas não programadas. Inicialmente, os scripts foram testados com dados históricos, mas a adaptação para a operação em tempo real apresentou desafios, como a impossibilidade de testes prévios antes da implantação no servidor da empresa, resultando em ciclos de correção demorados e atrasos operacionais. Para solucionar esta questão, foi desenvolvido um ambiente de simulação que replica o sistema de produção em tempo real, utilizando dados históricos como entrada, permitindo a validação dos scripts em um ambiente controlado. A validação da solução está em andamento, visando demonstrar a eficácia na detecção precoce de falhas e na otimização do processo de desenvolvimento de software industrial. A viabilidade da metodologia proposta é evidenciada, destacando sua aplicabilidade em sistemas críticos que demandam confiabilidade e eficiência. A implementação foi realizada em Python e a arquitetura é totalmente conteinerizada com Docker Compose, utilizando PostgreSQL para o banco de dados e Grafana para visualização interativa e em tempo real. Os dados brutos dos sensores da Vivix, referentes ao sensor de chapa foram exportados do Grafana da Vivix em formato CSV, abrangendo um período inicial de um mês (março de 2024), com registros a cada 30 segundos. A detecção de paradas baseou-se na imutabilidade do valor do sensor de chapa por um período contínuo, considerando intervalos de duração igual ou superior a 1 minuto. Os resultados e métricas de desperdício serão apresentados em dashboards no Grafana, que estão em fase de criação.