Sistema de raciocínio baseado em casos aplicado à fabricação por filamento fundido

Abstract

No contexto da atual revolução industrial, conhecida como Indústria 4.0, destacam-se tecnologias que sustentam as inovações deste movimento. Um desses pilares é representado pela Manufatura Aditiva (AM), que engloba um conjunto de processos de fabricação que permite geometrias complexas através da construção de peças pela deposição sucessiva de camadas de material. Neste conjunto, a fabricação por filamento fundido (FFF) se popularizou dentro dos institutos e comunidades de pesquisa devido aos custos mais baixos de processo e material em relação às demais tecnologias de fabricação, além de possuir diversas aplicações desde protótipos até produtos destinados ao uso do consumidor final. As características das peças produzidas e o processo para a fabricação delas podem ser determinados a partir de modificações durante o planejamento do processo. Neste trabalho é proposto um sistema computacional para o suporte ao planejamento do processo de FFF, que auxilia o usuário mediante a seleção de parâmetros baseada no conhecimento gerado pelos grupos de pesquisa em AM armazenado em um banco de dados. Para isto, o sistema segue a lógica do Raciocínio Baseado em Casos (RBC), que é uma das aplicações da Inteligência Artificial (AI), focada no uso de conhecimento passado para a resolução de problemas. O sistema foi modelado utilizando-se a metodologia IDEF0, e foi construído a partir da plataforma COLIBRI Studio, a qual é uma extensão para o Eclipse, ambiente de desenvolvimento na linguagem de programação Java. O sistema utiliza um input do usuário com a descrição dos componentes chave do processo e, a partir do ciclo do RBC, apresenta uma solução que fará parte do novo domínio de conhecimento registrado no banco de dados. A fim de validar o sistema, foram realizados testes para a verificação do seu funcionamento e confirmação do ciclo do RBC.

Abstract: In the context of the current industrial revolution, known as Industry 4.0, technologies stand out that underpin the innovations of this movement. One of these pillars is represented by Additive Manufacturing (AM), which encompasses a set of manufacturing processes that produce complex geometries through the construction of parts by the successive deposition of layers of material. In this group, Fused Filament Fabrication (FFF) has become popular within research institutes and communities due to lower process and material costs compared with other manufacturing technologies, as well as comprising several applications ranging from prototypes to products intended for use by the final customer. The characteristics of the parts produced and the process to manufacture them can be determined from modifications during process planning. This work proposes a computer system for the support of FFF process planning, which assists the user by selecting parameters based on the knowledge generated by the AM search groups stored in a database. The system uses Case-Based Reasoning (CBR), which is one of the applications of Artificial Intelligence (AI), focused on the use of past knowledge to solve problems. The system was modeled using the IDEF0 methodology, and was built with the COLIBRI Studio platform, which is an extension to the Eclipse development environment in the Java programming language. The system starts with an input from the user describing the key components of the process and, following the CBR cycle, presents a solution that will be part of the new knowledge domain registered in the database. In order to validate the system, tests were carried out to verify its operation and confirmation of the CBR cycle.