Transformer 4.0: Nova geração de transformadores de potência
Conversamos com Cristiano Pereira Coutinho, Senior Mechanical Engineer na Efacec sobre o projeto Transformer 4.0 - que visou «a crescente digitalização do cilo de vida dostransformadores de potência da Efacec, nas suas variadas vertentes» - e sobre uma nova geração de transformadores de potência que aplicam novas tecnologias e tendências da Indústria 4.0 ao processo de design e fabrico dos mesmos. Destaque para o regime de colaboração com entidades do Sistema Científico e Tecnológico Nacional, nomeadamente o INESC-TEC e o INEGI, bem como a parceria internacional com o MIT - Massachusetts Institute of Technology; ideais para reunir um conjunto diferenciado e complementar de valências técnicas e científicas e para o papel crucial do apoio dos fundos comunitários.
1. Enquadramento
Os requisitos técnicos crescentes e cada vez mais exigentes para monitorização, controlo e regulamentação de sistemas de energia inteligentes representam desafios crescentes para os fabricantes de transformadores de potência.
Em Redes Inteligentes de energia, o processo de tomada de decisão é frequentemente prejudicado por interrupções não planeadas, alterações da expectativa de vida útil dos equipamentos e perdas de conhecimento. Por forma a operar e realizar a manutenção, dos sistemas existentes e futuros, de forma eficiente, bem como para evitar erros críticos, uma nova geração de transformadores de potência é necessária.
O projeto Transformer4.0 (TRF4.0) está a permitir endereçar essas necessidades aplicando novas tecnologias e tendências da Indústria 4.0 ao processo de design e fabrico de transformadores de potência (onde a EFACEC é um líder global). Através de abordagens e técnicas como Engenharia Baseada em Conhecimento (KBE1), Engenharia de Sistemas baseada em Modelos (MBSE2), Analítica de Dados, criação de Gêmeos Digitais, e Fabrico Aditivo (Impressão 3D), alcançar-se-ão melhorias em todo o seu ciclo de vida, nomeadamente no design, fabrico, desempenho, longevidade e segurança dos produtos, preservando simultaneamente os conhecimentos adquiridos ao longo da produção e operação e agregando mais valor a todo o setor.
O conceito inerente ao TRF4.0 baseia-se na tecnologia de Gêmeos Digitais para criar uma plataforma digital que oferece suporte a três conjuntos de ferramentas destinadas à digitalização de transformadores de potência: (i) ferramentas para engenharia baseada em conhecimento, (ii) ferramentas para a gestão do ciclo de vida e (iii) ferramentas para inovação a nível dos sistemas produto-serviço. O racional consiste, portanto, em atribuir ao Gêmeo Digital do transformador de potência o papel duplo de não só replicar virtualmente o produto físico (função de base) mas também de constituir a estrutura arquitetónica necessária para processar os dados históricos recolhidos das várias instâncias, bem como para gerir e integrar as suas informações de design (modelos, especificações, dados de design, etc.).
2. Entrevista
2.1 Quais foram os principais desafios com que se deparam no desenvolvimento do projeto?
À semelhança de muitos dos projetos que ambicionam implementar processos de transformação digital, o Transformer4.0 enfrenta diversos desafios que devem ser continuamente geridos e mitigados por forma a não comprometerem os objetivos ambicionados.
Numa era em que o valor dos dados é cada vez mais reconhecido, um dos desafios que persiste, ainda que parcialmente, é a necessidade de sensibilização dos clientes do setor energético para a importância da sensorização crescente dos transformadores de potência, bem como da partilha do manancial de dados que daí resulta.
Outro desafio, devidamente acautelado aquando da constituição do consórcio, está relacionado com o conjunto de valências necessárias para implementar inovações tecnológicas que abrangem áreas tão diversas como Engenharia Baseada em Conhecimento (KBE1), Engenharia de Sistemas baseada em Modelos (MBSE2), Analítica de Dados, criação de Gêmeos Digitais, e Fabrico Aditivo (Impressão 3D).
2.2 Os objetivos definidos para o projeto foram alcançados?
Com início em julho de 2021, e uma duração prevista de 36 meses, o projeto Transformer4.0 está neste momento numa fase intermédia da sua implementação, contabilizando uma quantidade significativa de tarefas a decorrer.
Até ao momento os objetivos planeados têm sido atingidos com sucesso, sem desvios relevantes, apesar do contexto pandémico em que o projeto tem decorrido, que não permite uma interação tão fluída quanto o desejável entre as diferentes entidades que integram o consórcio do projeto.
2.3 De entre os resultados alcançados, há algum que gostariam de destacar?
De entre as principais metas atingidas, até ao momento, destaca-se o refinamento e atualização da visão e requisitos para os objetivos delineados na proposta inicial, através de um processo que envolveu amplamente elementos dos diferentes parceiros (Efacec, INESC-TEC, INEGI e MIT), no decorrer da Atividade 1.
De facto, dada a polissemia e frequente ambiguidade dos conceitos e terminologia dentro dos discursos tecnológicos e científicos da Transformação Digital e Indústria 4.0, há a necessidade de alinhar todos os parceiros com uma visão que certamente é disruptiva para todos os intervenientes do Transformer4.0.
Os resultados deste processo, a par com a contínua vigilância tecnológica, constituem o ponto de referência para todas as subsequentes atividades de investigação que estão atualmente a decorrer (Atividades 2 a 6), focadas na investigação sobre possíveis infraestruturas, frameworks, e mecanismos de comunicação entre o ativo físico e o seu gêmeo digital, necessários para o desenvolvimento das ferramentas a serem embebidas e exploradas pelo Gêmeo Digital dos transformadores de potência.
2.4 Qual o contributo do COMPETE 2020 para o percurso da Vossa empresa?
O contributo do COMPETE2020 tem sido fundamental para o reforço das nossas capacidades estratégicas com vista à modernização e digitalização do setor energético. De facto, os incentivos concedidos no âmbito do projeto de I&D Transformer4.0 têm permitido a criação de condições e a aquisição de recursos necessários para a crescente digitalização do ciclo de vida dos transformadores de potência da Efacec, nas suas variadas vertentes. O regime de colaboração com entidades do SCTN - Sistema Científico e Tecnológico Nacional, nomeadamente o INESC-TEC e o INEGI, bem como a parceria internacional com o MIT - Massachusetts Institute of Technology, são ideais para reunir um conjunto diferenciado e complementar de valências técnicas e científicas, que têm permitido alcançar os objetivos delineados.
Notas:
1 Acrónimo da designação em inglês Knowledge-Based Engineering.
2 Acrónimo da designação em inglês Model-based Systems Engineering.
3. Apoio do COMPETE 2020
O projeto Transformer 4p0 é cofinanciado pelo COMPETE 2020 no âmbito do Sistemas de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico em Copromoção, Parcerias Internacionais, envolvendo um investimento elegível de 2,8 milhões de euros, o que resultou num incentivo FEDER de cerca de 1,8 milhões de euros.
4. Links