SIG-TESTE

Número de Registro: 99/2023

Título: Difusão de tecnologias da Indústria 4.0 a baixo custo para a comunidade

Programa de Extensão: (indefinido)

Resumo da Proposta: O conceito de Indústria 4.0 tem revolucionado a geração de bens e serviços nos últimos anos, por meio de tecnologias como Internet das Coisas (IoT), computação em nuvem, inteligência artificial, entre outras. Essas ferramentas têm grande potencial de aplicação na operação dos processos químicos presentes em diversos estabelecimentos públicos e privados, os quais demandam desenvolvimento de softwares, armazenamento e compartilhamento de dados, monitoramento e controle de variáveis chave. Apesar de essenciais, esses procedimentos são, em muitos casos, realizados de forma manual e imprecisa, sobretudo em estabelecimentos de pequeno porte, levando a uma baixa confiabilidade e qualidade dos processos e produtos. Essa limitação é decorrente do elevado custo de grande parte dos instrumentos utilizados, bem como do desconhecimento das tecnologias atuais oriundas da Indústria 4.0. Diante desse cenário, este projeto visa a mitigação dessa lacuna de acesso, por meio da transferência de conhecimentos e tecnologias acessíveis e de baixo custo relacionados à Indústria 4.0 para a comunidade interna (discente, técnicos e docentes da UFLA) e externa (estabelecimentos públicos e privados) na região de Lavras/MG. Para isso, serão realizados levantamentos de estabelecimentos com demandas na temática do projeto, contatos com empresas selecionadas e desenvolvimento de projetos em parceria envolvendo a aplicação de tecnologias de baixo custo da Indústria 4.0, além da ministração de treinamentos para capacitação e divulgação dos conhecimentos relacionados à temática para a comunidade acadêmica e externa. Esperamos que, a partir dessas ações, haja o esclarecimento da sociedade acerca dos conceitos da Indústria 4.0, e que a mesma seja atendida por meio do desenvolvimento de soluções tecnológicas de baixo custo para problemas de interesse e necessidade. Além do público externo, acreditamos que haverá a capacitação e o despertar do interesse de discentes, docentes e técnicos da UFLA para a área.

Área Temática: Tecnologia e Produção

Instituições Parceiras: Não definido

Número Estimado de Participantes: 8

Locais de Realização: Universidade Federal de Lavras

Data de Início: 04/09/2023

Data de Término: 04/09/2025

Justificativa: Em estabelecimentos públicos e privados é comum a necessidade de integração, monitoramento e automatização de processos visando ganhos de eficiência, redução de custos e aquisição de informações em tempo real sobre o processo produtivo, o que possibilita que as tomadas de decisão gerenciais sejam mais rápidas e que as decisões estratégicas sobre o negócio sejam implantadas mais facilmente. No contexto da Indústria 4.0, há tecnologias disponíveis para realizar essas tarefas de forma simples e rápida, garantindo a qualidade e segurança dos processos. Entretanto, tais recursos estão atualmente inacessíveis para grande parcela das empresas, especialmente aquelas de pequeno porte. Visando reduzir essa lacuna de acesso, as ações propostas neste projeto buscam a difusão desses conhecimentos científicos e tecnológicos à comunidade externa e interna, de forma simples e intuitiva, utilizando ferramentas acessíveis e de baixo custo.

Caracterização dos Beneficiários: Os potenciais beneficiários deste projeto podem ser divididos em dois grupos: 1) discentes, técnicos e docentes da UFLA, em especial da área de Engenharia Química, com interesse no desenvolvimento de softwares, inteligência artificial, aquisição e compartilhamento de dados, instrumentação e controle de processos químicos; 2) indivíduos presentes em estabelecimentos públicos e privados de Lavras/MG e região com demandas envolvendo tecnologias da Indústria 4.0.

Objetivos: Os objetivos deste projeto são: 1) divulgar conhecimentos relacionados à Indústria 4.0 para a comunidade; 2) difundir o uso de soluções de baixo para problemas de interesse da sociedade envolvendo tecnologias da Indústria 4.0; 3) atrair o interesse de discentes da UFLA para as tecnologias da Indústria 4.0; 4) qualificar docentes, técnicos e discentes no desenvolvimento de ferramentas da Indústria 4.0

Metas: As metas para alcançar os objetivos deste projeto são: 1) fazer o levantamento contínuo de estabelecimentos em Lavras e região que possuam demandas em áreas relacionadas à Indústria 4.0; 2) desenvolver projetos em parceria com a comunidade visando aplicar tecnologias da Indústria 4.0 a baixo custo na solução de problemas de interesse; 3) realizar minicursos teórico-práticos para discentes, técnicos e docentes sobre ferramentas da Indústria 4.0; 4) propor treinamentos para o público externo envolvido nos projetos com foco na manutenção e no gerenciamento das ferramentas desenvolvidas em parceria.

Fundamentação Teórica:

Indústria 4.0 se refere à quarta revolução industrial, caracterizada por mudanças rápidas na forma de se gerar bens e serviços através de tecnologias disruptivas, como Internet das Coisas (IoT), computação em nuvem, inteligência artificial, entre outras. Essas ferramentas têm revolucionado a interconectividade entre pessoas e dispositivos, e gerado sistemas de automação cada vez mais inteligentes.

No contexto dos processos químicos, definidos como operações empregadas na transformação química e física de materiais com interesse econômico, ambiental e/ou social, o uso de ferramentas da Indústria 4.0 tem papel fundamental. É comum, por exemplo, a necessidade de monitoramento e controle de variáveis como temperatura, umidade, pressão e até mesmo a quantidade de material em um reservatório nesses processos. No entanto, tais procedimentos são realizados muitas vezes de forma manual e precária, especialmente em estabelecimentos de porte reduzido, acarretando em baixa qualidade e confiabilidade dos processos, o que poderia ser solucionado pelo uso adequado de tecnologias modernas. O desconhecimento e o alto custo de grande parcela desses recursos disponíveis no mercado estão entre os principais entraves à sua ampla utilização. Há, com isso, uma lacuna de acesso a essas tecnologias por parte desses estabelecimentos.

Por outro lado, tem surgido mais recentemente uma gama diversa de tecnologias gratuitas ou de baixo custo que podem ser aplicadas à automação inteligente de processos. Essas ferramentas envolvem, por exemplo, Sistemas Ciber Físicos (CPS) e Internet das Coisas (IoT), tecnologias fundamentais no conceito da Indústria 4.0. Os CPS são sistemas de supervisão, controle e aquisição de dados compostos por hardware (sensores, atuadores e microcontroladores, como Arduino e ESP32) e software (programas de computador e/ou aplicativos para celular), cuja função é o registro, a visualização e o controle do processo em tempo real a partir de um ambiente virtual dotado de interfaces gráficas simples e intuitivas. Já a tecnologia IoT revolucionou a operação dos CPS, possibilitando a comunicação rápida e segura entre os instrumentos, e dos mesmos com os ambientes virtuais, através da Internet, ou seja, sem limitação de distância. Portanto, acreditamos que essas soluções acessíveis e de baixo custo são ideais para processos simples e que não justifiquem investimentos elevados, justamente aqueles comumente presentes em pequenos estabelecimentos, como os comerciais e agroindustriais.

Portanto, a difusão de tecnologias da Indústria 4.0 para pequenos estabelecimentos deve gerar impactos positivos em termos de redução de custos e desperdícios nos processos, além de trazer ganhos sociais, por meio da capacitação de pessoas a trabalharem com essas ferramentas, dentro e fora da Universidade.

Metodologia:

As atividades descritas a seguir serão desempenhadas a fim de alcançar as metas propostas no projeto:

1) Pesquisar os ramos e estabelecimentos em Lavras e região que possuam atividades relacionadas a processos químicos, como indústrias, agroindústrias, supermercados, restaurantes, entre outros;

2) Realizar o contato e propor parcerias com estabelecimentos selecionados que envolvam a identificação de melhorias e o desenvolvimento de projetos aplicando tecnologias da Indústria 4.0 a baixo custo;

3) Realizar minicursos práticos para membros do projeto e da comunidade acadêmica em geral, capacitando os participantes a utilizar as ferramentas da Indústria 4.0 usando como base plataformas gratuitas e/ou open source (Arduino Cloud, Arduino IDE, Aplicativos Android etc.) e open hardware (Arduino, ESP32), e atraindo o interesse de discentes de diferentes cursos da UFLA (ex., Engenharia Química, Engenharia de Alimentos, Engenharia de Controle e Automação etc.) para a área de desenvolvimento de softwares, inteligência artificial, aquisição e compartilhamento de dados, instrumentação e controle de processos químicos;

4) Ministrar treinamentos e palestras de divulgação para o público externo, em especial aquele envolvido nos projetos, que difundam os conceitos da Indústria 4.0 para a comunidade e que capacitem as pessoas a gerenciarem os sistemas de monitoramento e/ou controle desenvolvidos em parceria.

Para o acompanhamento e a avaliação contínua do projeto, serão feitas análises a partir dos resultados obtidos através de formulários de opinião, os quais abordarão dois aspectos principais: (i) impacto dos projetos em termos econômicos e de melhorias de qualidade dos processos e produtos nos estabelecimentos; (ii) qualidade das ações de transferência e difusão de conhecimentos dentro e fora da Universidade, considerando também o seu alcance por meio da avaliação do número de pessoas envolvidas nos projetos e também nos cursos e treinamentos oferecidos.

Impactos na Formação Discente: No desenvolvimento deste projeto, espera-se que os discentes vinculados aprofundem seus conhecimentos nas ferramentas da Indústria 4.0 e no uso de tecnologias de baixo custo associadas. Os membros deverão aprender também a agir de forma responsável na solução de problemas de interesse da sociedade, com base em princípios de sustentabilidade, ética e solidariedade, através das experiências vivenciais oriundas da interação entre universidade e comunidade.

Relação Ensino, Pesquisa e Extensão: As ações propostas neste projeto são norteadas pelos três princípios essenciais e complementares presentes nas universidades, denominados de Ensino, Pesquisa e Extensão. O Ensino virá da aprendizagem dos conceitos e tecnologias da Indústria 4.0 relativas à área de desenvolvimento de softwares, inteligência artificial, aquisição, monitoramento e compartilhamento de dados, instrumentação e controle de processos, servindo de base de conhecimento para as atividades de Pesquisa e Extensão. A dimensão Pesquisa se relaciona na proposta à aplicação dos conhecimentos adquiridos através da investigação e proposição de soluções, a baixo custo, para problemas reais aplicados na engenharia química. Como terceiro pilar, a Extensão ocorrerá por meio da troca de conhecimentos entre universidade e sociedade, na qual a primeira leva os saberes oriundos do Ensino e Pesquisa desenvolvidos em seus espaços à sociedade, em especial ao público alvo do projeto composto por estabelecimentos públicos e privados de Lavras/MG e região. A sociedade, por sua vez, permite o retorno desses saberes à universidade, testados e reelaborados, a partir das experiências vivenciais que enriquecem a formação cidadã e profissional de estudantes da UFLA.

Relação com a Sociedade e Impacto Social: O impacto sobre a sociedade se dará por meio da difusão de conhecimentos relativos à Indústria 4.0 e sua capacidade de aumentar a eficiência de problemas relacionados a processos químicos. Acreditamos que os estabelecimentos locais, especialmente aqueles de porte reduzido, alcançarão significativos ganhos econômicos, sociais e ambientais com a adoção e o domínio de tecnologias de baixo custo (hardware e software) que melhorem e facilitem os seus processos. Esperamos ainda que a interação entre universidade e sociedade desperte o interesse científico e tecnológico da comunidade para temas estudados e pesquisados dentro da UFLA.

Resultados Esperados: Os resultados principais esperados a partir deste projeto são: 1) difusão de conhecimentos acerca de tecnologias da Indústria 4.0 para a comunidade; 2) desenvolvimento de soluções tecnológicas de baixo custo para estabelecimentos públicos e privados de Lavras/MG e região; 3) capacitação de discentes, docentes e técnicos vinculados ao projeto para o desenvolvimento de tecnologias acessíveis da Indústria 4.0.

Indicadores de Acompanhamento e Avaliação:

A difusão de conhecimentos para a comunidade será avaliada utilizando os seguintes indicadores de acompanhamento: 1) quantidade de estabelecimentos atendidos; 2) número de pessoas da comunidade envolvidas diretamente nos projetos desenvolvidos e em desenvolvimento; 3) número de minicursos de capacitação oferecidos à comunidade externa e acadêmica; 4) dados qualitativos oriundos de formulários de opinião aplicados no início e ao término de cada ação desenvolvida.

O impacto das soluções tecnológicas desenvolvidas em parceria com a comunidade será avaliado utilizando os seguintes indicadores de acompanhamento: 1) número de projetos desenvolvidos e em desenvolvimento; 2) impacto social, ambiental e econômico de cada projeto desenvolvido quantificado por meio de formulários aplicados ao público externo atendido.

A participação dos membros envolvidos será avaliada utilizando os seguintes indicadores de acompanhamento: 1) quantidade de discentes, docentes e técnicos envolvidos nos projetos; 2) carga horária total cumprida pelos membros para o desenvolvimento dos projetos.

Esses indicadores serão avaliados semestralmente, ao final de cada período letivo, de modo a orientar as ações no semestre seguinte.

Cronograma:

2023/2: (i) captação de discentes e levantamento de projetos em parceria com a Comunidade; (ii) testes iniciais e divulgação de resultados parciais de projetos em andamento; (iii) realização de minicursos e treinamentos.

2024/1 em diante: (i) captação de novos discentes e levantamento de novos projetos; (ii) testes iniciais e divulgação de resultados parciais de projetos em andamento; (iii) realização de minicursos e treinamentos. (iv) implementação de projetos em fase final e divulgação dos respectivos resultados finais.

Descrição Resumida: Projeto de difusão de tecnologias da Indústria 4.0 acessíveis e de baixo custo para a comunidade, desenvolvidas por estudantes, técnicos e docentes da UFLA em parceria com estabelecimentos públicos e privados de Lavras/MG e região.

Equipe:

Alunos de Graduação:

Nenhum

Docentes:

• GILSON CAMPANI JUNIOR - Início: 04/09/2023 - Término: Não definido - Vínculo: Ativo
• JOAO MOREIRA NETO - Início: 04/09/2023 - Término: Não definido - Vínculo: Ativo
• NATHAN SOMBRA EVANGELISTA - Início: 04/09/2023 - Término: Não definido - Vínculo: Ativo

Técnicos Administrativos:

• LUCAS RESENDE MONTREZOR SILVA - Início: 04/09/2023 - Término: Não definido - Vínculo: Ativo

Alunos de Pós-Graduação:

Nenhum

Outros Usuários:

Nenhum

Renovações de Projetos:

Coordenador do Projeto: GILSON CAMPANI JUNIOR

Setor: DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA E DE MATERIAIS

E-mail Institucional: gilson.campaniufla.br

E-mail Alternativo: gilson.campanigmail.com

Situação de Aprovação: Registrado

Submetido pelo Coordenador do Projeto em: 04/08/2023 - 17:41:49

Aprovado pelo Conselho Departamental (Lavras) ou pelo Colegiado de Extensão (Paraíso) em: 22/08/2023 - 15:31:02

Aprovado pelo Colegiado de Extensão (Lavras) ou pelo Diretor da UA (Paraíso) em: Nenhuma

Histórico de Coordenação:

• GILSON CAMPANI JUNIOR: De 03/08/2023 em diante.