Deteção e previsão de falhas em equipamentos de produção industrial

As empresas nacionais deparam-se com a necessidade de responder ao mercado com uma grande variedade de produtos, pequenas séries e prazos de entrega reduzidos. A competitividade das empresas num mercado global depende assim da sua eficiência, da sua flexibilidade, da qualidade dos seus produtos e de custos reduzidos. Para se atingirem estes objetivos é necessário desenvolverem-se estratégias e planos de ação que envolvem os equipamentos produtivos, incluindo: a criação de novos equipamentos complexos e mais fiáveis, alteração dos equipamentos existentes modernizando-os de forma a responderem às necessidades atuais e a aumentar a sua disponibilidade e produtividade; e implementação de políticas de manutenção mais assertiva e focada no objetivo de “zero avarias”, como é o caso da manutenção preditiva. Neste contexto, o objetivo principal deste trabalho consiste na previsão do instante temporal ótimo da manutenção de um equipamento industrial – um refinador da fábrica de Mangualde da empresa Sonae Industria, que se encontra em funcionamento contínuo 24 horas por dia, 365 dias por ano. Para o efeito são utilizadas medidas de sensores que monitorizam continuamente o estado do refinador. A principal operação de manutenção deste equipamento é a substituição de dois discos metálicos do seu principal componente – o desfibrador. Consequentemente, o sensor do refinador analisado com maior detalhe é o sensor que mede a distância entre os dois discos do desfibrador. Os modelos ARIMA consistem numa abordagem estatística avançada para previsão de séries temporais. Baseados na descrição da autocorrelação dos dados, estes modelos descrevem uma série temporal como função dos seus valores passados. Neste trabalho, a metodologia ARIMA é utilizada para determinar um modelo que efetua uma previsão dos valores futuros do sensor que mede a distância entre os dois discos do desfibrador, determinando-se assim o momento ótimo da sua substituição e evitando paragens forçadas de produção por ocorrência de uma falha por desgaste dos discos. Os resultados obtidos neste trabalho constituem uma contribuição científica importante para a área da manutenção preditiva e deteção de falhas em equipamentos industriais.

Power Law Behavior and Self-similarity in Modern Industrial Accidents

Advances in technology have produced more and more intricate industrial systems, such as nuclear power plants, chemical centers and petroleum platforms. Such complex plants exhibit multiple interactions among smaller units and human operators, rising potentially disastrous failure, which can propagate across subsystem boundaries. This paper analyzes industrial accident data-series in the perspective of statistical physics and dynamical systems. Global data is collected from the Emergency Events Database (EM-DAT) during the time period from year 1903 up to 2012. The statistical distributions of the number of fatalities caused by industrial accidents reveal Power Law (PL) behavior. We analyze the evolution of the PL parameters over time and observe a remarkable increment in the PL exponent during the last years. PL behavior allows prediction by extrapolation over a wide range of scales. In a complementary line of thought, we compare the data using appropriate indices and use different visualization techniques to correlate and to extract relationships among industrial accident events. This study contributes to better understand the complexity of modern industrial accidents and their ruling principles.

A Generic and Compositional Framework for Multicore Response Time Analysis

23rd International Conference on Real-Time Networks and Systems (RTNS 2015). 4 to 6, Nov, 2015, Main Track. Lille, France. Best Paper Award Nominee

Hard real-time multiprocessor scheduling resilient to core failures

Presented at 21st IEEE International Conference on Embedded and Real-Time Computing Systems and Applications (RTCSA 2015). 19 to 21, Aug, 2015, pp 122-131. Hong Kong, China.

Non-preemptive and SRP-based fullypreemptive scheduling of real-time Software Transactional Memory

Recent embedded processor architectures containing multiple heterogeneous cores and non-coherent caches renewed attention to the use of Software Transactional Memory (STM) as a building block for developing parallel applications. STM promises to ease concurrent and parallel software development, but relies on the possibility of abort conflicting transactions to maintain data consistency, which in turns affects the execution time of tasks carrying transactions. Because of this fact the timing behaviour of the task set may not be predictable, thus it is crucial to limit the execution time overheads resulting from aborts. In this paper we formalise a FIFO-based algorithm to order the sequence of commits of concurrent transactions. Then, we propose and evaluate two non-preemptive and one SRP-based fully-preemptive scheduling strategies, in order to avoid transaction starvation.

Towards realistic core-failure-resilient scheduling and analysis

Presented at IEEE Real-Time Systems Symposium (RTSS 2015). 1 to 4, Dec, 2015. San Antonio, U.S.A..

Towards realistic core-failure-resilient scheduling and analysis

Presented at IEEE Real-Time Systems Symposium (RTSS 2015). 1 to 4, Dec, 2015. San Antonio, U.S.A..

Cross-Layer Admission Control to Enhance the Support of Real-Time Applications in WSN

Real-time monitoring applications may be used in a wireless sensor network (WSN) and may generate packet flows with strict quality of service requirements in terms of delay, jitter, or packet loss. When strict delays are imposed from source to destination, the packets must be delivered at the destination within an end-to-end delay (EED) hard limit in order to be considered useful. Since the WSN nodes are scarce both in processing and energy resources, it is desirable that they only transport useful data, as this contributes to enhance the overall network performance and to improve energy efficiency. In this paper, we propose a novel cross-layer admission control (CLAC) mechanism to enhance the network performance and increase energy efficiency of a WSN, by avoiding the transmission of potentially useless packets. The CLAC mechanism uses an estimation technique to preview packets EED, and decides to forward a packet only if it is expected to meet the EED deadline defined by the application, dropping it otherwise. The results obtained show that CLAC enhances the network performance by increasing the useful packet delivery ratio in high network loads and improves the energy efficiency in every network load.

Fractional State Space Analysis of Temperature Time Series

Atmospheric temperatures characterize Earth as a slow dynamics spatiotemporal system, revealing long-memory and complex behavior. Temperature time series of 54 worldwide geographic locations are considered as representative of the Earth weather dynamics. These data are then interpreted as the time evolution of a set of state space variables describing a complex system. The data are analyzed by means of multidimensional scaling (MDS), and the fractional state space portrait (fSSP). A centennial perspective covering the period from 1910 to 2012 allows MDS to identify similarities among different Earth’s locations. The multivariate mutual information is proposed to determine the “optimal” order of the time derivative for the fSSP representation. The fSSP emerges as a valuable alternative for visualizing system dynamics.

Simulation of masonry out-of-plane failure modes by multi-body dynamics

The seismic assessment of the local failure modes in existing masonry buildings is currently based on the identification of the so-called local mechanisms, often associated with the out-of-plane wall behavior, whose stability is evaluated by static force-based approaches and, more recently, by some displacement-based proposals. Local mechanisms consist of kinematic chains of masonry portions, often regarded as rigid bodies, with geometric nonlinearity and concentrated nonlinearity in predefined contact regions (unilateral no-tension behavior, possible sliding with friction). In this work, the dynamic behavior of local mechanisms is simulated through multi-body dynamics, to obtain the nonlinear response with efficient time history analyses that directly take into account the characteristics of the ground motion. The amplification/filtering effects of the structure are considered within the input motion. The proposed approach is validated with experimental results of two full-scale shaking-table tests on stone masonry buildings: a sacco-stone masonry façade tested at Laboratório Nacional de Engenharia Civil and a two-storey double-leaf masonry building tested at European Centre for Training and Research in Earthquake Engineering (EUCENTRE).

O contrato psicológico na expatriação

Nos últimos anos, o número de expatriados tem apresentado uma tendência de crescimento a nível mundial. Desta forma, a gestão de expatriados, que integra o subsistema da gestão internacional de recursos humanos, passa a ter uma atenção renovada e tem vindo a crescer enquanto área de intervenção de gestão de recursos humanos. Por sua vez, o contrato psicológico tem sido visto, cada vez mais, como um fator relevante na explicação das relações laborais e o número de estudos em torno desta temática tem aumentado. O sucesso da expatriação é diretamente influenciado pelo contrato psicológico e depende, em grande parte, da forma como são desenvolvidas as práticas de GRH (Homem & Tolfo, 2008). Desta forma, é essencial compreender a reação dos trabalhadores perante a mudança (Bligh & Carsten, 2005; Shield, Thorpe, & Nelson, 2002), uma vez que o comportamento de resposta aos mesmos pode ser um contributo para marcar a diferença decisiva entre o sucesso ou o fracasso da missão internacional. Neste mesmo contexto, assiste-se a uma crescente atenção sobre o contributo que o Contrato Psicológico pode ter em contextos de incerteza. O individuo, enquanto trabalhador de uma organização que decide aceitar uma missão internacional e ir viver para outro país, tem necessidade de se enquadrar num relacionamento contínuo e motivador com a entidade empregadora. A noção do contrato psicológico torna-se fundamental para o entendimento das relações de trabalho, a partir das perceções das pessoas envolvidas. Muitos dos aspetos destes relacionamentos são implícitos (não escritos) o que pode provocar diferentes interpretações sobre as expectativas, promessas e obrigações entre partes. Vários autores defendem que o contrato psicológico é um meio fundamental na compreensão e gestão das atitudes e comportamentos dos indivíduos nas organizações (Bunderson, 2001; Kraimer, Wayne, Liden, & Sparrow, 2005; Lemire & Rouillard, 2005). O objetivo deste trabalho é conhecer o estado do contrato psicológico nos expatriados: antes da missão, após a fase de adaptação ao país de destino e na repatriação. Foi utilizada a metodologia qualitativa e para tal, foi aplicada uma entrevista individual semiestruturada e um questionário sociográfico às pessoas que se encontravam, à data, expatriadas. No total foram realizadas dez entrevistas e a análise das entrevistas foi efetuada através da Grounded Theory. Os resultados sugerem que há apenas cumprimento do contrato psicológico na fase da preparação da missão internacional, havendo, por outro lado, incumprimento do contrato psicológico durante a expatriação e na repatriação, de acordo com a perceção que os expatriados têm acerca do fim da expatriação. No entanto, a maioria dos expatriados entrevistados avalia positivamente a experiência da expatriação, apesar de as organizações parecerem ter apenas algumas regras estabelecidas de suporte ao expatriado, nomeadamente suporte logístico e financeiro, e não disporem de um programa completo e aprofundado de suporte à gestão da expatriação. Os resultados sugerem ainda que é essencial que as organizações estimulem a comunicação com os expatriados e fomentem o suporte que deve ser constante e intrínseco a todas as fases da expatriação, a fim de evitar a sensação de “abandono”.