Plataforma de Decisão Compartilhada Humano-Máquina para Processos Industriais

Descrição

A transição da Indústria 4.0 para a Indústria 5.0 amplia o foco da automação industrial, antes concentrado na conectividade e na eficiência, para sistemas centrados no ser humano, resilientes e sustentáveis, nos quais operadores e sistemas computacionais inteligentes compartilham a condução dos processos produtivos. Nesse cenário, o aumento da autonomia de agentes de software sem que o papel do operador seja explicitamente modelado pode provocar perda de consciência situacional, confiança mal calibrada na automação e respostas inadequadas a situações críticas (BAINBRIDGE, 1983; PARASURAMAN; RILEY, 1997; BREQUE; DE NUL; PETRIDIS, 2021; XU et al., 2021). Este projeto propõe implantar e avaliar experimentalmente, no Laboratório de Automação Industrial do IFC Campus Videira, uma plataforma de decisão compartilhada humano-máquina fundamentada numa arquitetura com tecnologias da Indústria 4.0, da Indústria 5.0 e em tecnologias de inteligência artificial. A arquitetura organiza a plataforma em seis planos (campo, controle determinístico local, borda semântica, barramento semântico, deliberação multiagente e interação humano-agente) e em três eixos transversais (segurança cibernética por zonas e condutos, gêmeo digital em modo sombra e observabilidade de rede, energia e interação). As bancadas do laboratório, que reproduzem processos industriais reais, serão integradas por padrões abertos como OPC UA, MQTT com Sparkplug B e Asset Administration Shell, e acessadas por um sistema multiagente do tipo crença-desejo-intenção dotado de um serviço de confiança e reputação e de um governador de autonomia, que ajusta dinamicamente a divisão de funções entre operadores e agentes sempre dentro de um envelope de autorização definido no nível de controle (PARASURAMAN; SHERIDAN; WICKENS, 2000; LEITÃO et al., 2016; IEC, 2023). A pesquisa, de natureza aplicada, segue a abordagem Design Science Research e combina o desenvolvimento de artefatos, ensaios de desempenho em bancadas que retratem processos industriais reais já existentes no laboratório. Serão avaliados indicadores de desempenho das redes industriais, de eficiência elétrica dos processos, de gestão de situações críticas e de interação humano-agente, como a taxa de intervenção dos operadores, a carga de trabalho percebida e a confiança na automação, comparando modos de autonomia fixa e dinâmica (PEFFERS et al., 2007; HART; STAVELAND, 1988; JIAN; BISANTZ; DRURY, 2000). Como resultados, espera-se disponibilizar uma plataforma experimental operacional, interoperável e segura, com modelos digitais padronizados das bancadas, camada multiagente funcional, console de interação humano-agente, conjunto de dados experimentais estruturado e documentação técnica completa. Esses resultados ampliam a capacidade de pesquisa aplicada do campus, contribuem para a formação de estudantes em tecnologias habilitadoras da transformação digital e aproximam a instituição das demandas da indústria regional. Palavras-chave: Indústria 5.0; tomada de decisão compartilhada; autonomia ajustável; sistemas multiagentes; interoperabilidade industrial.