Banco de Dados

Introdução

Na seção Visualização de Dados, foram apresentados possíveis casos de uso dos dados que serão coletados pelo projeto. Nesta seção, haverá o detalhamento como esses dados estão armazenados dentro do banco de dados relacional, conforme ilustrado abaixo:

Banco de dados Relacional

Fonte: Elaborado pela equipe Rebólins

A escolha de um banco de dados relacional foi feita devido à natureza estruturada dos dados do projeto. Essa escolha permite a realização de consultas complexas e filtragens eficientes, facilitadas pela linguagem SQL. Além disso, a integridade e a consistência dos dados são mantidas através das relações entre as tabelas, garantindo um armazenamento robusto e confiável.

Descrição das tabelas

Abaixo está uma breve descrição de cada tabela e quais informações estão contidas em cada uma.

Tube

A entidade Tube representa um tubo dentro do reboiler, ou seja, um dos vários "canos" que existem dentro de um único reboiler. Sua principal utilidade no banco de dados é para compreender de maneira mais eficiente quais locais de um determinado reboiler está ficando sujo de maneira mais frequente. Sendo assim, caso soubéssemos a localização dos tubos, seria possível montar um heatmap da sujeira dentro do reboiler.

• id: Identificador único do tubo. (Chave primária)
• reboiler_id: Referência para o reboiler ao qual o tubo está associado. (chave estrangeira da tabela Reboiler)
• column_position: Posição do tubo horizontalmente. (integer)
• row_position: Posição do tubo verticalmente. (integer)

Image

A entidade Image tem como papel principal representar uma imagem de um determinado tubo, capturado durante uma das examinações. A criação da entidade permite com que se tenha uma base de diversas imagens, o que serviria para alimentar o modelo de treinamento, ao identificar o que há e não há sujeira.

• id: Identificador único da imagem. (Chave primária)
• image: String das imagens comprimidas dos tubos. (text)
• taken_at: Número inteiro indicando quando a imagem foi tirada. (text)

Robot

A entidade Robot armazena as informações de um determinado robô, contendo informações sobre a última vez que foi realizada uma manutenção nele. Sua necessidade surge para que a aplicação possa se torna escalável, tendo controle de vários operações de maneira simultânea através da plataforma web.

• id: Identificador único do robô. (Chave primária)
• last_manufactured: Número inteiro indicando a última data de fabricação do robô. (text)

TubeState

A entidade TubeState serve como uma tabela intermediária entre um tubo e uma examinação, uma vez que armazena o estado de um tubo em uma sessão. Com ela é possível gerar medidas como a percentagem de sujeira de um reboiler antes de uma limpeza e compará-la com após a limpeza. Além disso, a tabela também é associada com a imagem, permitindo rever se a identificação do grau de sujeira foi correta ou não.

• id: Identificador único do estado do tubo. (Chave primária)
• dirtness: Booleano indicando se o tubo está sujo. (bool)
• image_id: Referência para a imagem associada ao estado do tubo. (chave estrangeira da tabela Image)
• session_id: Referência para a verificação associada ao estado do tubo. (chave estrangeirada tabela Examination)
• tube_id: Referência para o tubo associado. (chave estrangeira da tabela Tube)

Examination

A entidade Examination funciona como uma sessão de verificação do reboiler. Sendo assim, ela registra uma examinação realizada no reboiler, armazenando caracterísitcas como a etapa em que foi realizada (pré ou pós-limpeza), assim como o tempo que a sessão durou.

• id: Identificador único da verificação. (Chave primária)
• etapa: Etapa da verificação (text).
• robot_id: Referência para o robô que realizou a verificação. (chave estrangeira da tabela Robot)
• reboiler_id: Referência para o reboiler que está sendo verificado. (chave estrangeira da tabela Reboiler)
• started_at: Número inteiro indicando quando a verificação começou. (text)
• finished_at: Número inteiro indicando quando a verificação terminou. (text)

Reboiler

A entidade Reboiler tem como utilidade tornar único cada reboiler de uma determinada unidade. Com isso, seria possível identificar se existe algum maquinário que está havendo problemas mais frequentes ou que não está sendo limpo com tanta eficiência.

• id: Identificador único do reboiler. (Chave primária)
• number: Número do reboiler. (integer)
• unit_id: Referência para a unidade à qual o reboiler pertence. (chave estrangeira da tabela Unit)

Unit

A entidade Unit armazena informações sobre a unidade em que o robô operará, como estado e cidade. Com isso, é possível filtrar as limpezas por cidade, avaliando e comparando, por exemplo: o estado dos reboilers, a eficiência da limpeza e a frequência de limpezas realizadas em cada unidade.

• id: Identificador único da unidade. (Chave primária)
• city: Cidade onde a unidade está localizada. (text)
• state: Estado onde a unidade está localizada. (text)

Relacionamentos

Tube e Reboiler

Tube.reboiler_id refere-se a Reboiler.id. Isso cria uma relação muitos-para-um (muitos tubos podem estar associados a um reboiler).

Examination e Robot

Examination.robot_id refere-se a Robot.id. Isso cria uma relação muitos-para-um (muitas verificações podem ser realizadas por um robô).

Examination e Reboiler

Examination.reboiler_id refere-se a Reboiler.id. Isso cria uma relação muitos-para-um (muitas verificações podem ser associadas a um reboiler).

TubeState e Tube

TubeState.tube_id refere-se a Tube.id. Isso cria uma relação muitos-para-um (muitos estados podem ser associados a um tubo).

TubeState e Image

TubeState.image_id refere-se a Image.id. Isso cria uma relação muitos-para-um (muitos estados podem ter uma imagem associada).

TubeState e Examination

TubeState.session_id refere-se a Examination.id. Isso cria uma relação muitos-para-um (muitos estados podem estar associados a uma verificação).

Reboiler e Unit

Reboiler.unit_id refere-se a Unit.id. Isso cria uma relação muitos-para-um (muitos reboilers podem estar associados a uma unidade).

Implementação

Para a implementação do projeto, a equipe optou por utilizar o Turso, um serviço de banco de dados relacional que oferece diversas vantagens para o desenvolvimento e manutenção do sistema. A escolha do Turso foi justificada pelas seguintes razões:

• Facilidade de Hospedagem na Máquina Local: O Turso permite uma configuração simples e eficiente, facilitando a hospedagem do banco de dados diretamente nas máquinas dos desenvolvedores. Isso agiliza o processo de desenvolvimento e testes locais, permitindo uma integração mais suave com o ambiente de desenvolvimento.

• Disponibilidade Online: O Turso oferece um serviço online robusto, garantindo que o banco de dados esteja acessível a qualquer momento e de qualquer lugar. Isso é crucial para a colaboração remota da equipe e para o acesso contínuo aos dados durante as diversas etapas do projeto.

• Custo-Benefício e Escalabilidade: O Turso é uma solução econômica que se adapta às necessidades do projeto à medida que ele cresce. Sua escalabilidade permite que a equipe expanda a capacidade do banco de dados conforme o aumento do volume de dados e a complexidade das operações, sem incorrer em custos elevados.

• Interface Simples: A interface intuitiva do Turso facilita a administração e o gerenciamento do banco de dados. Com uma curva de aprendizado suave, a equipe pode focar no desenvolvimento das funcionalidades do projeto sem se preocupar com a complexidade da gestão do banco de dados.

Esses fatores tornam o Turso a escolha ideal para o projeto, garantindo eficiência, acessibilidade e uma gestão simplificada dos dados, alinhada com as necessidades e objetivos da equipe.