O PROJETO

O projeto de Núcleo Investigação SISTRADE tem como objetivos estratégicos principais a criação e dinamização de uma estrutura I&D de forma colaborativa, consistente e formal, entre a SISTRADE e as entidades do Sistema Tecnológico Científico INEGI e ISEP, fomentando a cooperação para a investigação e criação de novas abordagens e tecnologias enquadradas no novo paradigma da designada Indústria 4.0 (i4.0), nomeadamente na vertente da ampla digitalização de produtos / processos para a indústria transformadora.

Pretende-se cooperar no sentido da elaboração de um roadmap estratégico de I&D para a SISTRADE e estreitar de laços que permitam o lançar de futuros projetos de I&D / I&DT, nacionais ou internacionais. Em termos de objetivos específicos o núcleo atua em três grandes áreas de investigação.

O desenvolvimento de algoritmos inteligentes a aplicar em processos industriais, onde se aplicam abordagens de inteligência artificial multi-agente para a automatização de processos na gestão de sistemas de produção, a avaliação de desempenho multi-dimensional acoplada com a vertente de business analytics / data mining para se obterem análises preditivas de desempenho de sistemas produtivos. Na investigação de soluções de realidade aumentada em ambiente industrial exploram-se os desenvolvimentos e integração de algoritmos de context-aware e user-profile. A terceira área científica consiste no desenvolvimento de soluções de usabilidade aplicacional adaptadas aos desafios i4.0, explorando-se a elaboração de metodologias e regras para o desenvolvimento melhorado de Human Machine Interfaces e para o web-design de interfaces adaptativas.

Foi reunido um conjunto alargado de valências técnico-científicas complementares para responder aos desafios do núcleo, através do consórcio SISTRADE, INEGI, ISEP, e foi elaborado um planeamento e dimensionamento cuidado do projeto de modo a alcançar e validar todos os resultados propostos e respetiva divulgação científica.

Objectivos específicos:
1. Desenvolvimento de algoritmos inteligentes a aplicar em processos industriais.

  • Avaliar a propensão de ações e processos passíveis de serem automatizados ou semi-automatizados em termos de processo de decisão (junto de parceiros industriais SISTRADE). Elaborar um estudo exaustivo aos processos críticos (de negócio e operacionais), com o intuito de avaliar quais as atividades e/ou operações que possam ser automatizadas ou ser executadas pelo ERP/MES (Enterprise Resource Planning / Manufacturing Execution Systems). Este estudo tem por objetivo o mapeamento de todas as funções atuais por processo de negócio; identificar as funções que atualmente estão a ser executadas por pessoas; Identificar as funções que estão atualmente a ser executadas pelo Software e definir de entre todas as funções identificadas, quais as que têm potencial de automação e a que nível é que podem ser executadas pela solução de software de gestão industrial.
    Resultados: Mapeamento detalhado de funções típicas e passíveis de automatizar ou semi-automatizar com métodos e algoritmos de inteligência artificial
  • Desenvolver algoritmos e frameworks capazes de utilizarem e tratarem grandes quantidades de dados de modo a se avaliar de forma multidimensional o desempenho de sistemas de produção industriais (eficiência de recursos, nível de eco-eficiência; eficiência de operações, controlo de qualidade e eficiência de fluxos logísticos). Evoluir o framework INEGI, Multi-Layer Stream Mapping para poder integrar todas estas dimensões.
    Resultados: Novo framework integrado e novos domínios de análise (qualidade, logística).
  • Associar à análise multidimensional MSM uma camada de análise de business analytics, nomeadamente através de data mining, para não só se estudarem as relações entre os diferentes domínios acima indicados, mas também o seu impacto no desempenho global do sistema de produção. Desenvolver e aplicar algoritmos de data-mining para fazer análises preditivas do nível de desempenho global / parcial do sistema de produção.
    Resultados: Novos algoritmos de business analytics aplicados à análise MSM, quer para o estudo das relações entre variáveis e domínios, quer para estudo preditivo de comportamentos.
  • Especificar e desenvolver algoritmos para um sistema de inteligência artificial multi-agente que permita proceder à automação de tarefas e processos de decisão realizadas pelo utilizador.
    Resultados: Algoritmos de inteligência artificial multi-agente aplicados à automatização de tarefas industriais previamente caracterizadas.
  • Especificação e desenho funcional da solução de acordo de acordo com a análise efetuada previamente de acordo com a programação com base em Inteligência Artificial (AI) e sistemas multi-agente. Implementação de prova-de-conceito sob a forma de mock-up’s funcionais para testes e validação dos algoritmos e testes com bases de dados representativas de sistemas reais (disponibilizados por empresas parceiras da SISTRADE, ou de modo emulado-simulado da base de dados).
    Resultados: Artefactos tecnológicos (código) que materializam os algoritmos desenvolvidos nos pontos 1.2, 1.3, 1.4, sob a forma de provas de conceito e mock-up’s de validação dos resultados.

2. Desenvolvimento de soluções de realidade aumentada em ambiente industrial

  • Avaliar através de mapeamento com parceiros industriais as necessidades de conteúdos por perfil de ator industrial para a adoção de soluções de realidade aumentada.
    Resultados: Mapeamento detalhado de funções e tarefas, por perfil de utilizador (desde gestores de operação, até operadores), adequadas e úteis de serem auxiliadas por tecnologias de realidade aumentada.
  • Definição de arquitetura tecnológica de suporte à realidade aumentada. Levantamento de soluções tecnológicas disponíveis e mais adequadas para serem interligadas com os algoritmos desenvolvidos, neste ou nos outros eixos temáticos do projeto.
    Resultados: Especificação da arquitetura tecnológica.
  • Desenvolvimento de algoritmos de "context-aware" e user-profile, incorporando informação de contexto e as características específicas do utilizador de forma a disponibilizar-lhe a informação certa no momento certo e de acordo com o perfil do utilizador. Possibilitar aos utilizadores uma experiência de realidade aumentada em “context aware” na medida em que em função do contexto, do lugar, ou do tempo em que estão em contacto com um determinado cenário industrial, terão diferentes resultados e orientados às suas necessidades enquanto utilizadores. Possibilitar aos utilizadores navegarem nos layouts fabris de forma inteligente, observando o layout físico com informação adicional (digital) proporcionada pelo sistema de gestão industrial.
    Resultados: Algoritmos "context-aware" e user-profile.
  • Especificação e desenho funcional da integração dos algoritmos desenvolvidos na solução tecnológica de realidade aumentada (hardware especificado em O-ESP2.2). Implementação de prova-de-conceito sob a forma de mock-up’s funcionais para testes e validação de preferência em ambiente real, possibilitado através de parceiros SISTRADE.
    Resultados: Artefactos tecnológicos (código) que materializam os algoritmos desenvolvidos em 2.3 integrado com o artefacto tecnológico (hardware de realidade aumentada “óculos”) sob a forma de provas de conceito e mock-up’s de validação dos resultados.

3. Desenvolvimento de soluções de usabilidade aplicacional melhoras para o contexto da Indústria 4.0

  • Metodologia de desenvolvimento Interfaces Homem Máquina, multi-plataforma, capaz de integrar fatores a considerar na avaliação da experiência de interação, nomeadamente fatores relacionados com a perceção e satisfação dos utilizadores. O design de interfaces deve ser focado no utilizador e não no sistema pelo que se irá fazer um mapeamento e caracterização do utilizador (ex. entrevistas aos utilizadores; observação dos utilizadores a trabalhar; análise do perfil dos utilizadores; análise de tarefas; análise do fluxo de informação). Definição de uma estratégia e conjunto de regras de desenvolvimento futuro de software pela SISTRADE adequado às novas formas de utilização do software por parte das indústrias, tendo em consideração o paradigma da Indústria 4.0 (I4.0).
    Resultados: Metodologia e guia de regras para o de desenvolvimento Interfaces Homem Máquina.
  • Metodologia de suporte à conceção do design de interfaces com o objetivo de desenvolvê-los amigáveis, ergonómicos, intuitivos e sensíveis ao contexto, tendo como input os resultados da metodologia resultante de O-ESP3.1.
    Resultados: Metodologia e guia de regras para o web-design de interfaces adaptativas.
  • Desenvolvimento de algoritmos de "context-aware" e user-profile, incorporando informação de contexto e as características específicas do utilizador de forma a disponibilizar-lhe a informação certa no momento certo e de acordo com o perfil do utilizador. Possibilitar aos utilizadores uma experiência de realidade aumentada em “context aware” na medida em que em função do contexto, do lugar, ou do tempo em que estão em contacto com um determinado cenário industrial, terão diferentes resultados e orientados às suas necessidades enquanto utilizadores. Possibilitar aos utilizadores navegarem nos layouts fabris de forma inteligente, observando o layout físico com informação adicional (digital) proporcionada pelo sistema de gestão industrial.
    Resultados: Algoritmos "context-aware" e user-profile.
  • Especificação e desenho funcional para teste e validação das metodologias desenvolvidas dos O-ESP3.1 e O-ESP3.2. Implementação de mock-up’s não-funcional e funcional para testes e validação.
    Resultados: Artefactos tecnológicos (código e screens) resultantes da materialização das provas de conceito e mock-ups.

4. Desenvolvimento de roadmap estratégico I&D

  • Levantamento e mapeamento de áreas de interesse estratégico da empresa SISTRADE e definir vetores de investigação alinhados com a estratégia da empresa no horizonte temporal 2020 e com o novo paradigma da Indústria 4.0.
    Resultados: Relatório com o mapeamento áreas de interesse estratégico de I&D.
  • Vigilância da evolução tecnológica e funcional, tendências que o mercado alvo. Observar a cadeia de valor a montante da SISTRADE no sentido de perceber evoluções tecnológicas do mercado e que sejam necessárias ter em consideração e com potencial de incorporação no Roadmap de investigação da SISTRADE. Reflexão estratégica de curto-médio-longo prazo para a evolução e objetivos de I&D SISTRADE, com os parceiros SCTN.
    Resultados: Documento de Roadmap estratégico de I&D 2016-2025. Relatório de vigilância tecnológica.

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