Optimal approximation of fractional derivatives through discrete-time fractions using genetic algorithms

This study addresses the optimization of rational fraction approximations for the discrete-time calculation of fractional derivatives. The article starts by analyzing the standard techniques based on Taylor series and Padé expansions. In a second phase the paper re-evaluates the problem in an optimization perspective by tacking advantage of the flexibility of the genetic algorithms.

A two-level genetic algorithm for the multi-mode resource-constrained project scheduling problem

This paper presents a genetic algorithm for the multimode resource-constrained project scheduling problem (MRCPSP), in which multiple execution modes are available for each of the activities of the project. The objective function is the minimization of the construction project completion time. To solve the problem, is applied a two-level genetic algorithm, which makes use of two separate levels and extend the parameterized schedule generation scheme by introducing an improvement procedure. It is evaluated the quality of the schedule and present detailed comparative computational results for the MRCPSP, which reveal that this approach is a competitive algorithm.

Using remote lab networks to provide support to public secondary school education level

The advantages of networking are widely known in many areas (from business to personal ones). One particular area where networks have also proved their benefits is education. Taking the secondary school education level into account, some successful cases can be found in literature. In this paper we describe a particular remote lab network supporting physical experiments accessible to students of institutions geographically separated. The network architecture and application examples of using some of the available remote experiments are illustrated in detail.

Automated synthesis procedure of RF discrete tuning differential capacitance circuits

The paper presents a RFDSCA automated synthesis procedure. This algorithm determines several RFDSCA circuits from the top-level system specifications all with the same maximum performance. The genetic synthesis tool optimizes a fitness function proportional to the RFDSCA quality factor and uses the epsiv-concept and maximin sorting scheme to achieve a set of solutions well distributed along a non-dominated front. To confirm the results of the algorithm, three RFDSCAs were simulated in SpectreRF and one of them was implemented and tested. The design used a 0.25 mum BiCMOS process. All the results (synthesized, simulated and measured) are very close, which indicate that the genetic synthesis method is a very useful tool to design optimum performance RFDSCAs.

Otimização do processo produtivo de extrusão de pisos na E06

O presente trabalho foi elaborado no âmbito da Dissertação Final de Mestrado do curso de Engenharia Mecânica – Gestão Industrial do Instituto Superior de Engenharia do Porto. Este foi realizado numa empresa da indústria de pneus, a Continental Mabor S.A.. Nos dias atuais, a indústria esta cada vez mais competitiva, os custos e os prazos da entrega são cada vez mais reduzidos e a qualidade cada vez mais exigente, assim sendo, é imprescindível uma constante melhoria do sistema produtivo. Este fato fez com que o presente trabalho tivesse como principal objetivo determinar o estado atual e delinear um plano de melhoria para um equipamento (Extrusora de pisos nº6), recentemente instalado na fábrica mas oriundo de outra fábrica do grupo, recorrendo para tal ao Lean Manufacturing e a ferramentas que lhe estão associadas. Inicialmente realizou-se uma análise e diagnóstico ao processo de extrusão de pisos na Extrusora nº6, com o intuito de avaliar todas as suas ineficiências e ainda formular um plano de melhorias para a ineficiência de maior impacto no sistema produtivo. Esta análise foi realizada em diferentes turnos e diferentes equipas de trabalho de forma a se obter uma amostra mais representativa da realidade global. Após esta análise verificou-se que as principais ineficiências eram Setup, conformidade do material, dimensões e encravamentos, entre outros. Sendo que os Setup provocam um tempo de paragem de 101 minutos por turno, escolheu-se esta perturbação como o foco do plano de melhorias a realizar posteriormente. De forma a reduzir os tempos de mudança (Setup), o autor no presente trabalho utilizou ferramentas Lean Manufacturing, principalmente o SMED. Conjuntamente com o SMED ainda foram utilizadas outras ferramentas Lean Manufacturing tais como: 5S, Gestão Visual, Problem Solving e Normalização do Método de Trabalho. Após a implementação de todas estas ferramentas obteve-se uma redução de tempos de mudança de 43% com 1 operador e 71% com 2 operadores, ou seja, reduziu-se de 40,5 minutos gastos por turno para a mudança de fieira para 23,13 min e 11,79 min respetivamente, o que corresponde a um ganho monetário anual de 63.621€ ou 105.045€, respetivamente. Com este trabalho conclui-se que a utilização de ferramentas Lean Manufacturing contribuem para a redução dos desperdícios do processo produtivo. Por isso, espera-se que este estudo seja aplicado na Extrusora nº6 e nas restantes Extrusoras de pisos existentes na fábrica, e num futuro próximo que se realize estudos semelhantes em máquinas com diferentes funções.

Mecanismos de gestão de recursos humanos no setor público: as implicações da austeridade

Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto Politécnico do Porto para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Gestão das Organizações – Ramo de Gestão de Empresas Orientador: Professor Doutor Pedro Nunes Orientador: Professor Henrique Curado

Using fractional derivatives for the joint ontrol of hexapod robots

This article studies several Fractional Order Control algorithms used for joint control of a hexapod robot. Both Padé and series approximations to the fractional derivative are considered for the control algorithm. The walking performance is evaluated through two indices: The mean absolute density of energy used per unit distance travelled, and the control effort. A set of simulation experiments reveals the influence of the different approximations upon the proposed indices. The results show that the fractional proportional and derivative algorithm, implemented using the Padé approximation with a small number of terms, gives the best results.

Desenvolvimento de recursos educativos em dispositivos móveis - RealHiBook

Nos últimos anos têm existido bastantes pesquisas e um grande investimento quer na área da educação à distância quer ao nível das tecnologias móveis. A dada altura percebeu-se que cada vez mais poderiam ser utilizados dispositivos móveis no contexto da educação e de que estes já seriam capazes de responder às exigências necessárias para que fosse possível criar ou melhorar cenários com recursos educativos. Este trabalho tem como objetivo propor um modelo que facilite a aprendizagem em dispositivos móveis. Nesse sentido, decidiu-se que seria uma mais-valia adicionar a este projeto, a utilização da Realidade Aumentada como potenciador de melhorias no processo de aprendizagem. A Realidade Aumentada, a par do que acontece com a educação à distância e com as tecnologias móveis, é uma área alvo de constantes investigações e inovação. Apresenta como principal capacidade a interação do utilizador com vários modelos virtuais incluídos numa cena real. Esta capacidade proporciona experiências que podem contribuir para o aumento da motivação e da perceção por parte dos alunos. A forma como o utilizador interage com as aplicações móveis é vista com extrema importância, principalmente na área da educação. Aliar uma boa interação à utilização da Realidade Aumentada, é parte integrante deste trabalho. Foram estudados exemplos de interações e formas como o utilizador vive a experiência durante a utilização de aplicações que partilham o mesmo tipo de tecnologias utilizadas neste projeto. O objetivo final foca-se na criação de uma aplicação, capaz de fornecer uma experiência enriquecedora no âmbito do ensino, ligado ao tema história e que consiga fundamentar a criação de um modelo que facilite a aprendizagem utilizando plataformas móveis. Os objetivos são corroborados por um conjunto de testes efetuados à aplicação e pelos resultados obtidos através de um questionário feito a um grupo de pessoas que testaram o protótipo.

Development of procedures for the simulation of atmospheric flows over complex terrain, using OpenFOAM

The main purpose of this work was the development of procedures for the simulation of atmospheric ows over complex terrain, using OpenFOAM. For this aim, tools and procedures were developed apart from this code for the preprocessing and data extraction, which were thereafter applied in the simulation of a real case. For the generation of the computational domain, a systematic method able to translate the terrain elevation model to a native OpenFOAM format (blockMeshDict) was developed. The outcome was a structured mesh, in which the user has the ability to de ne the number of control volumes and its dimensions. With this procedure, the di culties of case set up and the high computation computational e ort reported in literature associated to the use of snappyHexMesh, the OpenFOAM resource explored until then for the accomplishment of this task, were considered to be overwhelmed. Developed procedures for the generation of boundary conditions allowed for the automatic creation of idealized inlet vertical pro les, de nition of wall functions boundary conditions and the calculation of internal eld rst guesses for the iterative solution process, having as input experimental data supplied by the user. The applicability of the generated boundary conditions was limited to the simulation of turbulent, steady-state, incompressible and neutrally strati ed atmospheric ows, always recurring to RaNS (Reynolds-averaged Navier-Stokes) models. For the modelling of terrain roughness, the developed procedure allowed to the user the de nition of idealized conditions, like an uniform aerodynamic roughness length or making its value variable as a function of topography characteristic values, or the using of real site data, and it was complemented by the development of techniques for the visual inspection of generated roughness maps. The absence and the non inclusion of a forest canopy model limited the applicability of this procedure to low aerodynamic roughness lengths. The developed tools and procedures were then applied in the simulation of a neutrally strati ed atmospheric ow over the Askervein hill. In the performed simulations was evaluated the solution sensibility to di erent convection schemes, mesh dimensions, ground roughness and formulations of the k - ε and k - ω models. When compared to experimental data, calculated values showed a good agreement of speed-up in hill top and lee side, with a relative error of less than 10% at a height of 10 m above ground level. Turbulent kinetic energy was considered to be well simulated in the hill windward and hill top, and grossly predicted in the lee side, where a zone of ow separation was also identi ed. Despite the need of more work to evaluate the importance of the downstream recirculation zone in the quality of gathered results, the agreement between the calculated and experimental values and the OpenFOAM sensibility to the tested parameters were considered to be generally in line with the simulations presented in the reviewed bibliographic sources.

CodeSkelGen: a program skeleton generator

Existent computer programming training environments help users to learn programming by solving problems from scratch. Nevertheless, initiating the resolution of a program can be frustrating and demotivating if the student does not know where and how to start. Skeleton programming facilitates a top-down design approach, where a partially functional system with complete high level structures is available, so the student needs only to progressively complete or update the code to meet the requirements of the problem. This paper presents CodeSkelGen - a program skeleton generator. CodeSkelGen generates skeleton or buggy Java programs from a complete annotated program solution provided by the teacher. The annotations are formally described within an annotation type and processed by an annotation processor. This processor is responsible for a set of actions ranging from the creation of dummy methods to the exchange of operator types included in the source code. The generator tool will be included in a learning environment that aims to assist teachers in the creation of programming exercises and to help students in their resolution.

A new horizon for online teaching and learning

The Polytechnic Institute of Oporto (IPP), which has a solid history of online education and innovation through the use of technology, has been particularly interested and focused on Massive Open Online Courses (MOOC) developments. The aim of this paper is to present the whole process from initial discussions to completion of the “Mathematics Without Limits” MOOC Project that exists in IPP and also to contribute for a change in the way as teaching and learning Mathematics is seen and practiced nowadays. In 2013, IPP developed its own platform, which gave us the opportunity to explore new educational techniques as a pedagogical resource as well as to enhance students’ motivation, through a set of interactive materials at their disposal, totally adapted to their needs. Students lack of motivation is mainly justified by their weak Math preparation, poor consolidated basis on the subject and different backgrounds of the students. To tackle this issue and based on our Math online courses teaching experience, we decided to create short duration MOOC, expecting to aid retention of students and also to reverse the path of students giving up on Math by giving them a friendly way of managing their own learning commitment. We also think that this MOOC will be a good approach to level out some math skills among freshmen.

A new horizon for online teaching and learning

The Polytechnic Institute of Oporto (IPP), which has a solid history of online education and innovation through the use of technology, has been particularly interested and focused on Massive Open Online Courses (MOOC) developments. The aim of this paper is to present the whole process from initial discussions to completion of the “Mathematics Without Limits” MOOC Project that exists in IPP and also to contribute for a change in the way as teaching and learning Mathematics is seen and practiced nowadays. In 2013, IPP developed its own platform, which gave us the opportunity to explore new educational techniques as a pedagogical resource as well as to enhance students’ motivation, through a set of interactive materials at their disposal, totally adapted to their needs. Students lack of motivation is mainly justified by their weak Math preparation, poor consolidated basis on the subject and different backgrounds of the students. To tackle this issue and based on our Math online courses teaching experience, we decided to create short duration MOOC, expecting to aid retention of students and also to reverse the path of students giving up on Math by giving them a friendly way of managing their own learning commitment. We also think that this MOOC will be a good approach to level out some math skills among freshmen.

A New horizon for online teaching and learning

The Polytechnic Institute of Oporto (IPP), which has a solid history of online education and innovation through the use of technology, has been particularly interested and focused on Massive Open Online Courses (MOOC) developments. The aim of this paper is to present the whole process from initial discussions to completion of the “Mathematics Without Limits” MOOC Project that exists in IPP and also to contribute for a change in the way as teaching and learning Mathematics is seen and practiced nowadays. In 2013, IPP developed its own platform, which gave us the opportunity to explore new educational techniques as a pedagogical resource as well as to enhance students’ motivation, through a set of interactive materials at their disposal, totally adapted to their needs. Students lack of motivation is mainly justified by their weak Math preparation, poor consolidated basis on the subject and different backgrounds of the students. To tackle this issue and based on our Math online courses teaching experience, we decided to create short duration MOOC, expecting to aid retention of students and also to reverse the path of students giving up on Math by giving them a friendly way of managing their own learning commitment. We also think that this MOOC will be a good approach to level out some math skills among freshmen.

O Plano geral de contabilidade angolano e o sistema de normalização contabilística de Portugal: uma análise comparada

Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto de Contabilidade e Administração do Porto para a obtenção do grau de Mestre em Contabilidade e Finanças, sob orientação da Professora Doutora Ana Maria Alves Bandeira

Práticas de gestão de recursos humanos em PME’s portuguesas

O presente estudo tem como principal objectivo caracterizar as práticas de Gestão de Recursos Humanos mais desenvolvidas em pequenas e médias empresas (PME’s) portuguesas. Embora parte integrante de uma investigação mais ampla, a qual resultou numa dissertação de mestrado que pretendeu estudar as práticas de Gestão de Recursos Humanos (GRH) nas empresas de média dimensão do distrito de Aveiro, este estudo pretende apresentar uma das suas principais dimensões de análise. De referir que a investigação inicial abrangia o conceito de média empresa (de 50 a 500 trabalhadores). No entanto, e para conferir originalidade ao estudo que agora se apresenta publicamente, a realidade empírica em estudo foi circunscrita às denominadas PME’s (50 a 249 trabalhadores). Para melhor contextualizar a realidade objecto de estudo, tomou-se como ponto de partida a abordagem teórica sobre as diferentes fases evolutivas do conceito e conteúdo da GRH e, consequentemente, a sua caracterização no nosso país. Adicionalmente é analisado o papel que o departamento de recursos humanos assume no desenvolvimento da GRH no interior das PME’s através da disseminação que faz das suas diferentes práticas, previamente identificadas a partir da revisão de literatura analisada. A partir da literatura revista foi identificado um conjunto de 21 práticas de GRH como as mais comummente desenvolvidas em contexto organizacional. Dado ser objectivo principal perceber se a GRH das PME’s portuguesas acompanha a tendência evolutiva desta disciplina de gestão a nível internacional, fez-se a diferenciação entre aquelas que são consideradas práticas tradicionais e práticas estratégicas de GRH. Delimitado ao distrito de Aveiro, de um universo constituído por 613 empresas, foi aplicado um inquérito por questionário, via postal, tendo sido recolhidos 111 questionários válidos. A análise dos resultados permite concluir que não obstante predominarem em Portugal as PME’s, estas apresentam pouca intensidade no desenvolvimento de práticas de GRH, ao mesmo tempo que se apresentam como limitadoras do grau de intervenção do departamento de RH, no desenvolvimento dessas práticas. Há, portanto, motivos para propor alguns desafios de mudança à GRH vigente neste grupo de empresas, ainda muito dependente dos processos burocrático-administrativos na gestão do recurso mais dinâmico das organizações: as pessoas. É ainda longo o caminho a percorrer para que se possa falar numa efectiva gestão estratégica de recursos humanos nas PME’s portuguesas. Contudo, os primeiros passos estão dados. Este estudo permitiu não só uma primeira aproximação a um conjunto de PME’s portuguesas bem como a obtenção de maior conhecimento da função recursos humanos das PME’s estudadas. As principais conclusões extraídas deste estudo pretendem ser um importante input que auxilie as empresas portuguesas com esta tipologia a melhorarem a sua eficiência no domínio da GRH.