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Controle preditivo neural aplicado a processos de secagem e cura de pintura automotiva.

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dc.creator.ID CAVALCANTE, E. S. pt_BR
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/9120403698448356 pt_BR
dc.contributor.advisor1 VASCONCELOS, Luis Gonzaga Sales.
dc.contributor.advisor1ID VASCONCELOS, L. G. S. pt_BR
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/9456860386065509 pt_BR
dc.contributor.referee1 BRITO , Romildo Pereira.
dc.contributor.referee2 RAMOS, Wagner Brandão Ramos.
dc.contributor.referee3 NEVES, Thiago Gonçalves das.
dc.description.resumo No processo de pintura automotiva, manter condições operacionais ideais nas estufas de secagem e cura é crucial para garantir pinturas de alta qualidade, especialmente no que diz respeito aos perfis de temperatura de partes específicas da carroceria. Esse trabalho apresenta uma metodologia para desenvolver e implementar um sistema de Controle Preditivo Neural (NNPC) para os processos de secagem e cura de pintura em uma estufa automotiva utilizada na etapa de eletrodeposição (estufa Elpo), com o objetivo de proporcionar melhorias no controle de temperatura das partes da carroceria. Para treinar as Redes Neurais Artificiais (RNA) nas várias zonas da estufa Elpo, um conjunto de dados foi gerado usando um modelo fenomenológico baseado nos primeiros princípios. Para tanto, distúrbios aleatórios foram aplicados às variáveis de entrada do modelo (velocidade do transportador e temperaturas das zonas), a fim de obter a resposta dinâmica das variáveis de saída do processo (temperaturas em partes específicas da carroceria). Os conjuntos de dados foram então divididos em conjuntos de treinamento (80%), validação (10%) e teste (10%), e o treinamento das RNAs foi realizado utilizando o algoritmo backpropagation. O NNPC implementado utiliza o conjunto de RNA treinadas para a predição dos valores futuros das temperaturas em posições específicas da carroceria (variáveis controladas). Para determinar os sinais ótimos de controle (variáveis manipuladas) um otimizador baseado no modelo de Controle Preditivo Generalizado (GPC) foi utilizado, e a função objetivo foi minimizada através do Algoritmo de Otimização de Colônia de Formigas (ACO). Através de simulações de quatro cenários operacionais com distúrbios aplicados nas variáveis de entrada, os resultados demonstram o desempenho satisfatório do NNPC, mantendo as temperaturas das partes da carroceira efetivamente próximas aos setpoints predefinidos. Com isso, conclui-se que a utilização do NNPC oferece um melhor controle de temperatura para as partes da carroceria, mitigando problemas de pintura, reduzindo retrabalhos e custos operacionais. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department Centro de Ciências e Tecnologia - CCT pt_BR
dc.publisher.program PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA pt_BR
dc.publisher.initials UFCG pt_BR
dc.subject.cnpq Engenharia Química pt_BR
dc.title Controle preditivo neural aplicado a processos de secagem e cura de pintura automotiva. pt_BR
dc.date.issued 2023-06-27
dc.description.abstract In the automotive painting process, maintaining optimal operating conditions in drying and curing ovens is crucial to ensure high-quality paint finishes, particularly for specific car body-in-white (BIW) parts' temperature profiles. This study presents a methodology for developing and implementing a Neural Network Predictive Control (NNPC) system for painting drying and curing processes in an automotive oven used in the electrodeposition stage (Elpo oven), aiming to improve temperature control for BIW parts. To train the Artificial Neural Networks (ANN) in the various zones of the Elpo oven, a dataset was generated using a phenomenological model based on first principles. Random disturbances were applied to the input variables (conveyor speed and zone temperatures) to capture the dynamic response of the output variables (temperature in specific BIW parts). The dataset was then split into training (80%), validation (10%), and test (10%) sets, and the ANN were trained using the backpropagation algorithm. The implemented NNPC utilizes the trained ANNs to predict future temperature values in specific BIW parts (controlled variables). To determine the optimal control signals (manipulated variables), an optimizer based on the Generalized Predictive Control (GPC) model was employed, and the objective function was minimized using the Ant Colony Optimization Algorithm (ACO). Through simulations of four operational scenarios with applied disturbances to the input variables, the results demonstrate satisfactory performance of the NNPC, effectively maintaining the temperatures of BIW parts close to predefined setpoints. Thus, it is concluded that the use of NNPC offers improved temperature control for BIW parts, mitigating painting issues, reducing rework and operating costs. pt_BR
dc.identifier.uri http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/32289
dc.date.accessioned 2023-10-24T13:36:05Z
dc.date.available 2023-10-24
dc.date.available 2023-10-24T13:36:05Z
dc.type Tese pt_BR
dc.subject Indústria Automotiva pt_BR
dc.subject Processo de Pintura pt_BR
dc.subject Estufas de Secagem e Cura pt_BR
dc.subject Redes Neurais Artificiais pt_BR
dc.subject Controle Preditivo Neural pt_BR
dc.subject Automotive Industry pt_BR
dc.subject Painting Process pt_BR
dc.subject Drying and Curing Ovens pt_BR
dc.subject Artificial Neural Networks pt_BR
dc.subject Neural Predictive Control pt_BR
dc.subject Industria Automotriz pt_BR
dc.subject Proceso de pintura pt_BR
dc.subject hornos de secado y curado pt_BR
dc.subject Redes Neuronales Artificiales pt_BR
dc.subject Control Predictivo Neuronal pt_BR
dc.subject Industrie automobile  pt_BR
dc.subject Processus de peinture  pt_BR
dc.subject Fours de séchage et de durcissement  pt_BR
dc.subject Réseaux de neurones artificiels  pt_BR
dc.subject Contrôle prédictif neuronal pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.creator CAVALCANTE, Esley Silva.
dc.publisher Universidade Federal de Campina Grande pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.title.alternative Neural predictive control applied to automotive paint drying and curing processes. pt_BR
dc.identifier.citation CAVALCANTE, Esley Silva. Controle preditivo neural aplicado a processos de secagem e cura de pintura automotiva. 2023. 144 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2023. pt_BR


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