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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-13122023-095132
Document
Author
Full name
Cayami Schultz Chiovitti Cavalcante
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2023
Supervisor
Committee
Corrêa, Fabiano Rogerio (President)
Isatto, Eduardo Luis
Oliveira, Fabiana Lopes de
Title in Portuguese
Indústria 4.0 na pré-fabricação: modelo de maturidade e quadro atual de desenvolvimento tecnológico de fabricantes da construção industrializada
Keywords in Portuguese
Construção civil
Indústria 4.0
Industrialização da construção
Modelo de maturidade
Processos pré-fabricados
Abstract in Portuguese
Na indústria de modo geral, uma tendência iniciada a partir da integração de ferramentas de projeto com maquinário automatizado de produção como as máquinas CNCs, e posteriormente desenvolvida para permitir a integração do sensoriamento do chão de fábrica com os sistemas de gestão da empresa, culmina na atualidade com a convergência de uma série de novas tecnologias, como a Internet das Coisas e os Sistemas Ciberfísicos, implantadas nas fábricas e dá origem à Indústria 4.0. Essa nova fase de desenvolvimento industrial é caracterizada por sistemas produtivos flexíveis e inteligentes com capacidades avançadas de autoconfiguração, autootimização. As fábricas inteligentes da Indústria 4.0 serão capazes de se adaptarem às incertezas de logística e produção e às demandas variáveis de mercado de modo que a individualização da produção seja possível com custo equiparável à da produção em massa. Entende-se que há um potencial para aplicação dos conceitos da Indústria 4.0 no setor da construção, e em especial na pré-fabricação. A construção industrializada baseada na pré-fabricação de elementos para sistemas construtivos industrializados apresenta potencial mitigar muitas das causas-raiz dos problemas de produtividade na construção civil. Além disso, o BIM atualmente exerce função importante na digitalização da cadeia produtiva da construção. A variabilidade das tipologias dos edifícios, que apresenta desafio para a pré-fabricação, poderá ser enfrentada pela implementação de BIM para produção automatizada e de tecnologias da Indústria 4.0. Mas qual é o nível de maturidade dos fabricantes da construção industrializada no que se refere à implementação de tecnologias da Indústria 4.0? Para responder à questão de pesquisa, propõem-se criar um Modelo de Maturidade (MM-FCI4.0), uma ferramenta de avaliação para fabricantes da construção industrializada desenvolvida por meio da metodologia de Design Science Research. A estrutura conceitual do modelo proposto possui três dimensões: Dimensão de Tecnologias e Conceitos, Dimensão Operacional e Dimensão dos Objetivos da Indústria 4.0. As respostas ao MM-FCI4.0 foram fornecidas por 29 Fabricantes da Construção Industrializada dos setores de pré-fabricação dando embasamento para a realização de um diagnóstico nacional.
Title in English
Industry 4.0 in -prefabrication: maturity model and status Quo of technological development of industrialized construction manufacturers.
Keywords in English
Industrialized construction
Industry 4.0
Maturity model
Abstract in English
Industrial production systems have evolved in recent decades by incorporating greater levels of flexible manufacturing capabilities, specifically through the approximation of digital design tools and automated production machinery. The digital integration of the shop floor by the expansion of sensing abilities which feed data into multilevel enterprise management systems is now taken to another level with the introduction of the Internet of Things and Cyber-Physical Systems into manufacturing environments, leading to the emergence of Industry 4.0. This new phase of industrial development is characterized by flexible and intelligent production systems with advanced selfconfiguration and self-optimization capabilities. Industry 4.0 smart factories will be able to adapt to logistics and production uncertainties and changing market demands so that the individualization of production is possible at a cost comparable to that of mass production. It is understood that there is potential for applying Industry 4.0 concepts in the construction sector, and in particular in prefabrication. Industrialized construction based on the prefabrication of elements for industrialized construction systems has the potential to mitigate many of the root causes of productivity problems faced by the construction industry. In addition, Building Information Modeling currently plays an important role in the digitization of the construction lifecycle. The variability of building typologies, which presents a challenge for prefabrication, can be tackled by implementing BIM for automated production and Industry 4.0 technologies. But what is the level of maturity of industrialized construction manufacturers with regard to the implementation of Industry 4.0 technologies? To answer the research question, this study proposes the creation of a Maturity Model (MM-FCI4.0), an evaluation tool for manufacturers of industrialized construction developed through the methodology of Design Science Research. The conceptual structure of the proposed model has three dimensions: the Technological Dimension, the Operational Dimension and the Industry 4.0 Objectives Dimension. The responses to the MM-FCI4.0 were provided by 29 Manufacturers of Industrialized Construction in the prefabrication ranging from prefabricated concreted structures, steel structures, and wood-frame as well as Modular Construction companies providing the basis for carrying out a national diagnosis of Industry 4.0 maturity.
 
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Publishing Date
2023-12-13
 
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