BIA - IFPI Campus Teresina Central Mestrado Mestrado em Engenharia dos Materiais - Teresina Central
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://bia.ifpi.edu.br/jspui/handle/123456789/5105
Tipo: Dissertação
Título: Classificação de telhas cerâmicas tipo romana no processo de fabricação industrial com redes neurais convolucionais
Título(s) alternativo(s): Classification of roman-type ceramic tiles in the industrial manufacturing process using convolutional neural networks
Autor: Nascimento, Lucileide Aquino do
Orientador(a): Silva Neto, Otílio Paulo da
metadata.dc.contributor.referee1: Paz, Gilvan Da Moreira
metadata.dc.contributor.referee2: Rabelo, Ricardo de Andrade Lira
Resumo: A incorporação de tecnologias emergentes, como a Inteligência Artificial (IA), aos processos produtivos tem promovido avanços significativos na eficiência, automação e controle de qualidade em diversos setores industriais. No contexto da indústria cerâmica, a qualidade dos produtos é um requisito essencial para assegurar a integridade estrutural, a durabilidade e a competitividade no setor da construção civil. Entretanto, o controle de qualidade ainda é majoritariamente realizado por inspeção visual manual, sujeita à subjetividade e à fadiga dos operadores, o que compromete a confiabilidade dos resultados. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e validar um modelo de Rede Neural Convolucional (CNN) para a classificação automática de defeitos visuais em telhas cerâmicas tipo romana, utilizando imagens capturadas diretamente da linha de produção, alinhado aos princípios da Indústria 4.0. Para isso, foi construída uma base balanceada com 1.600 imagens, sendo metade de telhas normais e metade defeituosas, que passaram por um pipeline de pré-processamento em 12 etapas, incluindo remoção de fundo, equalização de histograma, normalização e aumento de dados por meio da biblioteca Albumentations. A arquitetura da CNN foi composta por 12 camadas, incluindo convolucionais, de pooling e densas, com ativação final sigmoid. O desempenho foi avaliado por meio de métricas como acurácia, precisão, recall, F1-score e matriz de confusão. O modelo alcançou acurácia de 99,69% e F1-score de 0,997, registrando apenas um falso negativo e nenhum falso positivo, superando trabalhos correlatos da literatura e demonstrando alta robustez frente a variações morfológicas e de iluminação não controlada. Conclui-se que a proposta é eficaz para substituir inspeções manuais subjetivas por um sistema automatizado, proporcionando maior eficiência, rastreabilidade e redução de falhas humanas.
Abstract: The incorporation of emerging technologies, such as Artificial Intelligence (AI), into production processes has driven significant advances in efficiency, automation, and quality control across various industrial sectors. In the context of the ceramic industry, product quality is an essential requirement to ensure structural integrity, durability, and competitiveness in the construction sector. However, quality control is still predominantly performed through manual visual inspection, which is subject to operator subjectivity and fatigue, compromising the reliability of the results. This work aimed to develop and validate a Convolutional Neural Network (CNN) model for the automatic classification of visual defects in Roman-type ceramic roof tiles, using images captured directly from the production line, in alignment with the principles of Industry 4.0. To this end, a balanced dataset of 1,600 images was built, consisting of half normal tiles and half defective ones, which underwent a 12-step preprocessing pipeline, including background removal, histogram equalization, pixel normalization, and data augmentation using the Albumentations library. The CNN architecture was composed of 12 layers, including convolutional, pooling, and dense layers, with a final sigmoid activation function. The performance was evaluated using metrics such as accuracy, precision, recall, F1-score, and confusion matrix. The model achieved an accuracy of 99.69% and an F1-score of 0.997, recording only one false negative and no false positives, outperforming related works in the literature and demonstrating high robustness in the face of morphological and uncontrolled lighting variations. It is concluded that the proposed approach is effective in replacing subjective manual inspections with an automated system, providing greater efficiency, traceability, and a reduction in human errors.
Palavras-chave: Redes Neurais Convolucionais
Indústria 4.0
Telhas Cerâmicas
Inspeção Automatizada
Controle de Qualidade
Cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
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: NASCIMENTO, Lucileide Aquino do. Classificação de telhas cerâmicas tipo romana no processo de fabricação industrial com redes neurais convolucionais. Orientador: Otílio Paulo da Silva Neto. 2025. 110 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais ) - Instituto Federal do Piauí, Campus Teresina Central, Teresina, 2025
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://bia.ifpi.edu.br/jspui/handle/123456789/5105
Data do documento: 29-Ago-2025
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia dos Materiais - Teresina Central

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
2025_dis_lanascimento.pdf2.64 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.