BIA - IFPI Campus Teresina Central Mestrado Mestrado em Engenharia dos Materiais - Teresina Central
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Tipo: Dissertação
Título: Classificação de defeitos na pintura de peças metálicas no processo industrial utilizando algoritmos de inteligência artificial.
Autor: Borges, Josimar Hendrio Ferraz
Orientador(a): Silva Neto, Otilio Paulo da
metadata.dc.contributor.referee1: Viana, Vicente Galber Freitas
metadata.dc.contributor.referee2: Ribeiro, Francisco Adelton Alves
Resumo: Os revestimentos de superfície por pintura vêm sendo utilizados há milhares de anos com um aumento gradual de seu consumo. A pintura tem por objetivo depositar um filme de tinta sobre uma superfície metálica ou não metálica, possuindo as mais diversas finalidades como proteção anticorrosiva, estética, segurança, entre outros. Os processos de pintura industrial envolvem diversas etapas que podem incluir a preparação da superfície, a aplicação da tinta e a secagem. Nos últimos anos houve um aumento exponencial no uso de algoritmos de inteligência artificial nos processos industriais. Este trabalho sugere, analisa e classifica a aplicação destes algoritmos na classificação de defeitos na pintura de peças metálicas em indústrias utilizando algoritmos de inteligência artificial. No trabalho em questão, foi desenvolvido um modelo de inteligência artificial baseado em redes neurais convolucionais (CNN) para identificar de forma automática peças que estejam dentro e fora dos padrões estipulados pela indústria onde foi aplicada a pesquisa. O modelo foi treinado com um banco de dados de imagens fornecido pela própria indústria, onde temos um acervo de peças defeituosas. Para as peças dentro dos padrões foi criado um banco de imagens capturadas pelo próprio autor. Essas imagens passaram por um pré-processamento, para que fosse destacado os principais defeitos nas peças e também fosse reduzida a carga computacional, pois foi aplicado um filtro de escala cinza. Após o treinamento com 50 épocas e utilizando métricas como acurácia, precisão, recall e F1-score, o modelo apresentou acurácia de 88,86%, precisão de 88,18%, recall de 88,86% e um F1-escore de 91,39%, com excelente desempenho na identificação das peças defeituosas. Após a validação de um modelo preditivo, um aplicativo móvel denominado AÇO_CHECK foi concebido para coletar dados em campo, permitindo a validação empírica do modelo. Este aplicativo emprega um modelo de aprendizado de máquina, desenvolvido com a biblioteca Keras (integrada ao TensorFlow), que executa análises de imagens submetidas pelos usuários, realizando inferências a partir dos dados visuais.
Abstract: Surface coatings have been used for thousands of years, with their consumption gradually increasing. Painting aims to deposit a film of paint on a metallic or non-metallic surface, serving a wide range of purposes, including corrosion protection, aesthetics, safety, and more. Industrial painting processes involve several steps, including surface preparation, paint application, and drying. In recent years, there has been an exponential increase in the use of artificial intelligence algorithms in industrial processes. This work suggests, analyzes, and classifies the application of these algorithms to classify defects in the painting of metal parts in industries using artificial intelligence algorithms. In this work, an artificial intelligence model based on convolutional neural networks (CNN) was developed to automatically identify parts that meet and do not meet the standards stipulated by the industry where the research was conducted. The model was trained using an image database provided by the industry itself, which contains a collection of defective parts. For parts that meet the standards, a database of images captured by the author himself was created. These images underwent preprocessing to highlight the main defects in the parts and reduce the computational load by applying a grayscale filter. After training for 50 epochs and using metrics such as accuracy, precision, recall, and F1-score, the model achieved 88.86% accuracy, 88.18% precision, 88.86% recall, and an F1-score of 91.39%, demonstrating excellent performance in identifying defective parts. After validating a predictive model, a mobile application called AÇO_CHECK was designed to collect field data, enabling empirical validation of the model. This application uses a machine learning model developed with the Keras library (integrated with TensorFlow), which analyzes user-submitted images and draws inferences from the visual data.
Palavras-chave: Algoritmos
Inteligência Artificial
Classificação
Identificação de defeitos
Pintura industrial
Cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS
metadata.dc.language: por
País: Brasil
Editor: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí
Sigla: IFPI
Unidade: Campus Teresina Central
metadata.dc.publisher.program: PPGEM
Citação: BORGES, Josimar Hendrio Ferraz. Classificação de defeitos na pintura de peças metálicas no processo industrial utilizando algoritmos de inteligência artificial. Orientador: Otílio Paulo da Silva Neto. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí, Campus Teresina Central, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://bia.ifpi.edu.br/jspui/handle/123456789/4963
Data do documento: 2025
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