Modelo Purdue versus Mesa: evolucao do CIM

Manuel Costa ATEC – Academia de Formação

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Modelo Purdue versus Mesa: evolução do CIM Com o advento da automatização de processos industriais tornou-se essencial resolver a questão da integração dos diferentes sistemas e processos, já que os fabricantes dos sistemas de automação produziam equipamentos e protocolos que eram fechados para o exterior, o que limitava a fluidez da informação. Consequentemente, esta insularidade dos diferentes sistemas inibiam uma estratégia empresarial eficiente e virada para a contínua otimização das suas metodologias e processos, já que o fluxo de informação entre produção e gestão seria inevitavelmente limitado pelos constrangimentos associados à falta de normalização e integração dos sistemas produtivos.

Para eliminar estes constrangimentos foi necessário criar um paradigma que encaminhasse as empresas para um sistema produtivo que normalizasse metodologias, protocolos, soluções de hardware, software e networking.

O CIM – Computer-Integrated Manufacturing surgiu para dar resposta à necessidade dessa integração e otimização entre produção, controlo e informação. Ao criar essa integração, e consequente normalização, permitiu que a gestão dos processos associados à produção pudesse ser controlada por um sistema centralizado na informação, possibilitando assim transparência, rapidez e fiabilidade no constante fluxo de dados entre produção, supervisão e gestão, potenciando uma melhoria operacional.

1. MODELOS 1.1. PERA Com a intenção de criar uma referência para a conceção e modelação de sistemas empresariais baseados no CIM foi desenvolvido na Universidade de Purdue, sob a supervisão de Theodore J. Williams, um conjunto de metodologias e referenciais que definem como construir um modelo empresarial fundamentado na automação, desde a sua incepção até à sua dissolução.

A este conjunto de metodologias e referenciais dá-se o nome de Purdue Enterprise Reference Architecture – PERA. Este referencial tem como objetivo permitir a compreensão, conceção e gestão de um sistema tão complexo como um sistema industrial automatizado. Consegue-o ao dividir todo o sistema em partes facilmente mensuráveis, discerníveis e intervencionados.

Este modelo intervém em todos os aspetos da produção, desde o planeamento até à saída do produto. Integrando todos os processos através de tecno-

LEVEL 5: Enterprose

logias de informação que permitem um fluxo de informação entre esses mesmos processos. Este modelo divide a empresa nos seguintes níveis: t Nível zero: o processo. t A este nível encontram-se as infraestruturas de produção que são constituídas pelos atuadores e sensores; t Nível um: controlo base e segurança. t Neste nível encontram-se os processos de controlo base que permitem a automatização da produção; t Nível dois: áreas de operação. t A este nível encontram-se os sistemas de supervisão, controlo e informação referentes à produção; t Nível três: controlo operacional. t A este nível é feita a gestão da informação obtida no nível dois, o que permite estabelecer e gerir metodologias de produção e manutenção; t Níveis quatro e cinco: gestão empresarial do processo produtivo. t Nestes níveis é feita a gestão ao nível empresarial, envolvendo a logística, recursos e planeamento.

Em termos de comunicação entre níveis, a mesma pode ser esquematizada da seguinte maneira:

LEVEL 4 Site Business Planning & Logistics

LEVEL 4: Site Business Planning & Logistics LEVEL 3: Plantwide Operations & Control

Plant Production Scheduling, Operational management, etc.

LEVEL 3

LEVEL 2: Area Operations

Manufacturing Operations & Control Dispatching Production, Detailed Production, Schedulling, Reliability Assurance, etc.

LEVEL 1: Basic Control/Safety Critical LEVEL 0: The Process Figura 1. Modelo Purdue.

LEVELS 2,1,0

Bach Control

Continuous Control

Discrite Control

Figura 2. Comunicação no Modelo PERA.

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complexidade dos sistemas produtivos e a alterações ao nível do mercado, levou a que entidades como a MESA, desenvolvessem modelos mais adaptados a estes novos paradigmas.

O Modelo MESA é profundamente baseado no Modelo Purdue. Podemos afirmar que este modelo é uma evolução do modelo anterior.

No Modelo MESA os níveis produtivos são inseridos num nível chamado de Manufatura/Produção, que inclui o nível zero e um do Modelo Purdue. Os níveis dois e três – de controlo, supervisão e logística – são incluídos num nível chamado de Manufatura/Operações de Produção. Acima destes níveis temos as Operações de Negócio, mas a grande diferença entre MESA e Purdue é a inclusão de outro nível acima destes, é o nível de Estratégias de Intervenção, que tem como função modelar o funcionamento de todos os outros níveis.

Como pode ser visto na Figura 4, este modelo é sustentado por um maior fluxo informativo entre níveis, sendo esta informação a base da operacionalização.

O nível estratégico estabelece objetivos e espera resultados dos outros níveis abaixo dele. Ao nível das operações, as mesmas estabelecem uma comunicação bidirecional em que a Operação de Produção fornece dados à Operação de Negócios de modo a que esta adapte as estratégias de produção, venda, armazenamento, entre outros.

O nível de manufatura envia informação para a Operação de Produção, de modo a que se faça o controlo e consequente supervisão dos recursos, sejam eles produtivos, materiais ou humanos, minimizando os custos de operação.

O elemento diferenciador entre os dois modelos é a inclusão do nível estratégico, que permite ao Modelo MESA introduzir uma visão mais alargada da organização, não se baseando apenas na otimização da operação produtiva, também permitindo, ao incluir uma estrutura executiva de controlo e supervisão, a otimização ao nível de Negócio.

1.3. Outros Modelos Após a criação do Modelo Purdue, outros modelos foram criados para resolverem os problemas associados à operacionalização da produção e con-

Figura 4. Estrutura e comunicação no Modelo MESA.

sequentemente da operacionalização da área de negócio. t ISA 88 e 95: são Normas estabelecidas ao nível da interação entre produção e negócio, e são a base da comunicação entre as diferentes áreas de operacionalização; t MIMOSA (Machinery Information Management Open Systems Alliance): esta organização de empresas tem como objetivo estabelecer Normas e metodologias que apontem para uma arquitetura aberta, onde se potencie a integração entre sistemas de produção, controlo, supervisão e gestão; t OMAC (Machine Automation and Control): tal como a MIMOSA, a OMAC procura estabelecer Normas e metodologias que levem ao desenvolvimento de arquiteturas abertas e modulares que sejam perfeitamente integráveis em qualquer ambiente industrial.

2. CONCLUSÃO Baseado no Modelo Purdue, o Modelo MESA deve ser visto como uma evolução, uma vez que o primeiro é, efetivamente, a base do segundo. A evolução permitiu que o paradigma se desviasse um pouco da Engenharia para a Economia, sendo uma relação mais igualitária.

Ao fazer esta mudança, o Modelo MESA permitiu que a empresa se tornasse mais flexível e adaptável não apenas às condições intrínsecas, como no Modelo Purdue, mas também às condições extrínsecas que permitem estabelecer estratégias mais adequadas à realidade onde a empresa se insere.

Além desta evolução, o Modelo MESA, privilegia um maior e mais bem definido fluxo de informação entre níveis, potenciando a qualidade e o timing das decisões tomadas.

Outra componente muito forte do Modelo MESA é a forte dependência da análise de métricas, que obrigam a uma constante verificação do impacto das estratégias e metodologias implementadas, o que leva a um aumento de utilização de recursos, mas que potenciam a melhoria operacional e processual.

Para terminar pode-se afirmar que o Modelo MESA é uma evolução, como outras, do Modelo Purdue. Esta evolução incidiu-se principalmente ao nível do fluxo e utilização da informação e na inclusão de um nível puramente estratégico que possibilita uma visão mais abrangente da empresa e da realidade onde ela se insere.

BIBLIOGRAFIA t www.mesa.org/en/index.asp; t www.pera.net