A physical packing sequence algorithm for the container loading problem with static mechanical equilibrium conditions

The container loading problem (CLP) is a combinatorial optimization problem for the spatial arrangement of cargo inside containers so as to maximize the usage of space. The algorithms for this problem are of limited practical applicability if real-world constraints are not considered, one of the most important of which is deemed to be stability. This paper addresses static stability, as opposed to dynamic stability, looking at the stability of the cargo during container loading. This paper proposes two algorithms. The first is a static stability algorithm based on static mechanical equilibrium conditions that can be used as a stability evaluation function embedded in CLP algorithms (e.g. constructive heuristics, metaheuristics). The second proposed algorithm is a physical packing sequence algorithm that, given a container loading arrangement, generates the actual sequence by which each box is placed inside the container, considering static stability and loading operation efficiency constraints.

Dynamic stability metrics for the container loading problem

The Container Loading Problem (CLP) literature has traditionally evaluated the dynamic stability of cargo by applying two metrics to box arrangements: the mean number of boxes supporting the items excluding those placed directly on the floor (M1) and the percentage of boxes with insufficient lateral support (M2). However, these metrics, that aim to be proxies for cargo stability during transportation, fail to translate real-world cargo conditions of dynamic stability. In this paper two new performance indicators are proposed to evaluate the dynamic stability of cargo arrangements: the number of fallen boxes (NFB) and the number of boxes within the Damage Boundary Curve fragility test (NB_DBC). Using 1500 solutions for well-known problem instances found in the literature, these new performance indicators are evaluated using a physics simulation tool (StableCargo), replacing the real-world transportation by a truck with a simulation of the dynamic behaviour of container loading arrangements. Two new dynamic stability metrics that can be integrated within any container loading algorithm are also proposed. The metrics are analytical models of the proposed stability performance indicators, computed by multiple linear regression. Pearson’s r correlation coefficient was used as an evaluation parameter for the performance of the models. The extensive computational results show that the proposed metrics are better proxies for dynamic stability in the CLP than the previous widely used metrics.

Lesões músculo-esqueléticas ligadas ao trabalho (LMELT) em operários das fábricas de queijo da ilha de São Jorge

As Lesões Músculo-Esqueléticas Ligadas ao Trabalho (LMELT) resultam da acção de factores de risco profissionais como a repetição de tarefas, a sobrecarga e/ou a postura adoptada durante o trabalho e de factores de risco individuais e organizacionais/psicossociais. O presente artigo tem por objectivo conhecer a existência de LMELT (Lesões Músculo-Esqueléticas Ligadas ao Trabalho), através da avaliação de sintomas, movimentos e posições auto-referidos pelos operários das Fábricas de Queijo da Ilha de São Jorge, através da aplicação de questionários (Questionário Nórdico Músculo-esquelético (QNM) e Rapid Umber Limb Assessment (RULA)).A amostra foi constituída por 61 operários das três Fábricas, com idades compreendidas entre os 18 e os 65 anos. A partir dos resultados obtidos pode-se afirmar que estes operários apresentam LMELT, manifestando-se por dores nas diferentes zonas corporais, devido à realização de tarefas repetitivas, levantamento e transporte de cargas, a exposição a temperaturas extremas. Esta conclusão é ainda reforçada pelo facto de os locais de trabalho não estarem adaptados ergonomicamente às características dos operários, pelo que se afigura necessário nas três Fábricas investigar e alterar urgentemente as condições do posto de trabalho.

Lesões Músculo-Esqueléticas Ligadas ao Trabalho (LMELT) nos operários das fábricas de queijo da Ilha de São Jorge

O presente artigo tem por objectivo conhecer a existência de LMELT (Lesões Músculo-Esqueléticas Ligadas ao Trabalho), através da avaliação de sintomas, movimentos e posições auto-referidos pelos operários das Fábricas de Queijo da Ilha de São Jorge, através da aplicação de dois Questionários. A amostra foi constituída por 61 operários das três Fábricas. Através dos resultados obtidos pode-se afirmar que estes operários apresentam LMELT, manifestando-se por dores nas diferentes zonas corporais, devido a realização de tarefas repetidas, levantamento e transporte de cargas, a temperaturas extremas e ainda pelo facto dos locais de trabalho não estarem adaptados ergonomicamente.

Impacto da influência do ar novo na climatização de edifícios

Este trabalho surgiu do âmbito da Tese de Dissertação do Mestrado em Energias Sustentáveis do Instituto Superior de Engenharia do Porto, tendo o acompanhamento dos orientadores da empresa Laboratório Ecotermolab do Instituto de Soldadura e Qualidade e do Instituto Superior de Engenharia do Porto, de forma a garantir a linha traçada indo de acordo aos objectivos propostos. A presente tese abordou o estudo do impacto da influência do ar novo na climatização de edifícios, tendo como base de apoio à análise a simulação dinâmica do edifício em condições reais num programa adequado, acreditado pela norma ASHRAE 140-2004. Este trabalho pretendeu evidenciar qual o impacto da influência do ar novo na climatização de um edifício com a conjugação de vários factores, tais como, ocupação, actividades e padrões de utilização (horários), iluminação e equipamentos, estudando ainda a possibilidade do sistema funcionar em regime de “Free-Cooling”. O princípio partiu fundamentalmente por determinar até que ponto se pode climatizar recorrendo único e exclusivamente à introdução de ar novo em regime de “Free-Cooling”, através de um sistema tudo-ar de Volume de Ar Variável - VAV, sem o apoio de qualquer outro sistema de climatização auxiliar localizado no espaço, respeitando os caudais mínimos impostos pelo RSECE (Decreto-Lei 79/2006). Numa primeira fase foram identificados todos os dados relativos à determinação das cargas térmicas do edifício, tendo em conta todos os factores e contributos alusivos ao valor da carga térmica, tais como a transmissão de calor e seus constituintes, a iluminação, a ventilação, o uso de equipamentos e os níveis de ocupação. Consequentemente foram elaboradas diversas simulações dinâmicas com o recurso ao programa EnergyPlus integrado no DesignBuilder, conjugando variáveis desde as envolventes à própria arquitectura, perfis de utilização ocupacional, equipamentos e taxas de renovação de ar nos diferentes espaços do edifício em estudo. Obtiveram-se vários modelos de forma a promover um estudo comparativo e aprofundado que permitisse determinar o impacto do ar novo na climatização do edifício, perspectivando a capacidade funcional do sistema funcionar em regime de “Free-Cooling”. Deste modo, a análise e comparação dos dados obtidos permitiram chegar às seguintes conclusões: Tendo em consideração que para necessidades de arrefecimento bastante elevadas, o “Free-Cooling” diurno revelou-se pouco eficaz ou quase nulo, para o tipo de clima verificado em Portugal, pois o diferencial de temperatura existente entre o exterior e o interior não é suficiente de modo a tornar possível a remoção das cargas de forma a baixar a temperatura interior para o intervalo de conforto. Em relação ao “Free-Cooling” em horário nocturno ou pós-laboral, este revelou-se bem mais eficiente. Obtiveram-se prestações muito interessantes sobretudo durante as estações de aquecimento e meia-estação, tendo em consideração o facto de existir necessidades de arrefecimento mesmo durante a estação de aquecimento. Referente à ventilação nocturna, isto é, em períodos de madrugada e fecho do edifício, concluiu-se que tal contribui para um abaixamento do calor acumulado durante o dia nos materiais construtivos do edifício e que é libertado ou restituído posteriormente para os espaços em períodos mais tardios. De entre as seguintes variáveis, aumento de caudal de ar novo insuflado e o diferencial de temperatura existente entre o ar exterior e interior, ficou demonstrado que este último teria maior peso contributivo na remoção do calor. Por fim, é ponto assente que de um modo geral, um sistema de climatização será sempre indispensável devido a cargas internas elevadas, requisitos interiores de temperatura e humidade, sendo no entanto aconselhado o “Free- Cooling” como um opção viável a incorporar na solução de climatização, de forma a promover o arrefecimento natural, a redução do consumo energético e a introdução activa de ar novo.

Estudo e implementação piloto de um sistema SCADA na Swedwood Portugal

A realização desta Tese/Dissertação tem como objectivo o estudo e implementação piloto de um Sistema de Supervisão e Aquisição de dados (SCADA) na Swedwood Portugal, na qual exerço as funções de Engenheiro de Processo nas linhas de montagem de mobiliário. Foi efectuado um estudo das necessidades da empresa relativamente às melhorias dos processos das linhas de montagem, com o intuito de melhorar a montagem do semi-produto, a nível de qualidade das matérias-primas, operação e desempenho de equipamentos. Chegou-se à conclusão que existe uma grande necessidade de controlar a qualidade das matérias-primas utilizadas na construção do semi-produto em tempo real, de modo a que seja possível diminuir a complexidade na recolha atempada de amostras por parte dos elementos de operação e diminuir o atraso da entrega de resultados das amostras por parte do laboratório. A colagem é um elemento crítico na montagem do semi-produto, devido às variações de viscosidade da cola, consequência das variações climatéricas a que foi sujeita, desde a saída do fornecedor até à sua utilização nas linhas de montagem. Para tal concebeu-se uma solução para dar uma resposta mais rápida no controlo de qualidade da cola à base de acetato de polivinil (PVAC), ou seja, a implementação piloto de um sistema SCADA na sala de colas, de modo a que haja um controlo a nível de temperatura e humidade, controlo de viscosidade em tempo real e controlo do nível da cola na cuba, fazendo com que haja só uma supervisão por parte dos elementos de operação. Optou-se por um conjunto de hardware e software da SIMATIC desenvolvido pela Siemens, para elaboração da programação e desenvolvimento da Interface Homem Máquina (HMI).

Estudo geotécnico dos solos do vale do Leça no âmbito de uma obra de requalificação portuária

A expansão da área ocupada pelo Porto de Leixões (Matosinhos e Leça da Palmeira), sobre solos muito compressíveis, de origem fluvial e marinha, leva a que seja necessário recorrer à engenharia para encontrar soluções adequadas à utilização de obras dos fins em vista. Assim, na zona do porto são muitos os projectos de engenharia civil/geotécnica executados nestes solos. Como exemplo, podem citar-se a Consolidação do Terrapleno e Construção dos Caminhos de Rolamento do Terminal de Contentores TC4S, a Reabilitação de um troço com 110m, do Cais Sul e do Cais Nascente da Doca nº 4 e a Construção da Portaria Principal do Porto de Leixões, todos no vale fóssil do rio Leça. São vastos os métodos a usar para o melhoramento destes solos, a colocação de colunas de brita, com o objectivo de reforçar o solo, aumentando a sua capacidade de carga e funcionando como drenos verticais, para solucionar o problema das deformações excessivas durante e após o final da obra, uma alternativa consiste em induzir a aceleração da consolidação da camada de solo mole, o uso de pré-carregamento e drenos verticais são usuais. Quando o tempo de concretização da obra exige que o aterro seja utilizado de imediato, uma solução viável é a colocação de estacas, que transferem o peso do aterro, ou parte dele, para camadas mais competentes. Também se pode proceder à retirada do solo original e substituí-lo por outro de qualidade superior. A mais recente técnica de melhoria de solos por injecção - jet grouting - é utilizada em diversas situações, incluindo obras provisórias e definitivas. O presente trabalho visa descrever, em função dos diversos factores, o comportamento do solo face aos vários métodos utilizados e os objectivos pretendidos que serão abordados no enquadramento empírico do trabalho.

Gestão de processos e operações

Esta dissertação de Mestrado pretende, numa primeira fase, identificar as condições gerais e os pressupostos da aplicação da ferramenta Análise do Valor (AV) e integrá-la nos Sistemas de Gestão da Qualidade. Pretende-se demonstrar a técnica e aumentar o seu conhecimento, assim como as várias abordagens do processo, as vantagens e os constrangimentos no seu uso, conduzir à ideia que poderá ser útil proceder a uma análise organizada e sistemática dos produtos/serviços existentes nas organizações, abrindo a hipótese a novas soluções para o produto/serviço de mais fácil produção/realização e ensaio ao menor custo. É realçada a importância do conceito da Análise do Valor demonstrando que se pode tornar numa ferramenta eficaz na melhoria dos produtos mas também de processos de fabrico e até em processos administrativos. Sendo a Qualidade entendida como um conjunto de características que um bem, produto ou serviço possui que o tornam apto para satisfazer na plenitude uma dada necessidade do seu utilizador, este trabalho também faz a ligação com os Sistemas de Gestão da Qualidade comparando dois referenciais, a Norma NP EN 12973 e a ISO 9001:2008. Numa segunda fase é realizada uma profunda abordagem à ferramenta QFD – Quality Function Deployment – como uma técnica complementar à aplicação prática da técnica AV e é realizado um estudo a um serviço pós-venda que inclui muitos dos seus conceitos e princípios. O trabalho foi realizado na empresa onde sou colaborador há cerca de 10 anos exercendo o cargo de “Service Manager Press/Post Press” ao departamento de serviço técnico e apoio ao cliente. Foi muito útil a demonstração prática para entendimento das dificuldades sentidas e dos obstáculos a ultrapassar. O trabalho termina com as conclusões do caso prático e as conclusões gerais, mencionando as definições dos aceleradores / obstáculos da aplicação da AV.

As alterações à legislação sobre vínculos e carreiras na Administração Pública e suas consequências para o ISCAP

Destina-se o presente trabalho a ser apresentado em sede de provas para a obtenção do título de especialista em Direito, de acordo com o que estabelece o Decreto-Lei n.º 206/2009, de 31 de Agosto. De facto, importa sublinhar que, tal como resulta do nosso curriculum vitae, exercemos o cargo de Secretário do ISCAP, cargo à época legalmente equiparado a director de serviços, durante cerca de quinze anos, concretamente entre Março de 1992 e Julho de 2007, sendo, então, responsável por todas as áreas administrativas e pela área financeira. Não obstante, no período seguinte, e já como Vice-presidente do Conselho Directivo do ISCAP, continuamos a ser responsáveis por várias áreas de serviços, designadamente pela área da gestão de recursos humanos. Esta a razão da escolha do presente tema para concretizar o trabalho de natureza profissional previsto na legislação em vigor. E, efectivamente, parece-nos de grande oportunidade o tema que nos propomos tratar. Partindo da legislação anterior, passaremos à análise da presente legislação, concretamente a nova lei de vínculos e carreiras, aqui abordando as recentes alterações ao estatuto de carreira do pessoal docente do ensino superior politécnico, para terminar demonstrando as consequências (designadamente as financeiras) para o ISCAP de todas estas alterações. Ora, em período de forte contenção financeira, é indispensável saber com exactidão quais poderão ser as exigências colocadas à Escola para satisfazer a entrada na carreira de um grupo, ainda numeroso, de docentes. Por outro lado, não se pense que não são desejáveis estas admissões. Pelo contrário, elas significam uma melhor qualificação do corpo docente, seja pela via da obtenção do grau de doutor, seja pela via da obtenção do título de especialista, ambas indispensáveis para cumprir com os critérios hoje previstos no regime jurídico das instituições de ensino superior (RJIES), sem os quais o ISCAP ficaria fortemente limitado na sua oferta formativa, particularmente no que aos cursos de mestrado diz respeito. A verdade, porém, é que o legislador procurou garantir, e quanto a nós bem, a todos aqueles que contassem com um mínimo de três anos de serviço no regime de tempo integral ou dedicação exclusiva, um lugar de efectivo numa das categoria da carreira docente, mas não curou de dotar as instituições de ensino superior (IES) com as correspondentes dotações orçamentais que lhes permitam suportar os aumentos, que poderão ser exponenciais, nos encargos com salários derivados desta transição. Por estas razões, o regime transitório constitui-se como um claro desafio à capacidade de gestão das IES. Até, pelo menos, 2015 terão de viver na incerteza quanto ao número de docentes que conseguirão acabar o seu doutoramento ou obter o título de especialista, o mesmo é dizer viver na incerteza quanto às verbas a afectar para pagar as remunerações de todos estes, particularmente se os mesmos ainda estiverem contratados como assistentes ou equiparados a assistente. Por opção própria optamos por escrever na forma antiga, ou seja, não adoptamos o Acordo Ortográfico.

Level monitoring system for waste oil containers: an EPS@ISEP project

Waste oil recycling companies play a very important role in our society. Competition among companies is tough and process optimization is essential for survival. By equipping oil containers with a level monitoring system that periodically reports the level and alerts when it reaches the preset threshold, the oil recycling companies are able to streamline the oil collection process and, thus, reduce the operation costs while maintaining the quality of service. This paper describes the development of this level monitoring system by a team of four students from different engineering backgrounds and nationalities. The team conducted a study of the state of the art, draw marketing and sustainable development plans and, finally, designed and implemented a prototype that continuously measures the container content level and sends an alert message as soon as it reaches the preset capacity.

Fractional dynamics in liquid manipulation

This paper presents a fractional calculus perspective in the study of signals captured during the movement of a mechanical manipulator carrying a liquid container. In order to study the signals an experimental setup is implemented. The system acquires data from the sensors, in real time, and, in a second phase, processes them through an analysis package. The analysis package runs off-line and handles the recorded data. The results show that the Fourier spectrum of several signals presents a fractional behavior. The experimental study provides useful information that can assist in the design of a control system and the trajectory planning to be used in reducing or eliminating the effect of vibrations.

A satisfação profissional dos enfermeiros especialistas em enfermagem de reabilitação

Em termos profissionais, a satisfação no trabalho é sem dúvida um tema bastante debatido e atual. Neste sentido, este estudo teve como objetivo analisar a satisfação profissional dos enfermeiros especialistas em enfermagem de reabilitação e também averiguar se o local de trabalho ou o exercício de cuidados de especialidade influenciam a satisfação profissional deste grupo de enfermeiros. A satisfação profissional foi avaliada através da aplicação da “Escala de Avaliação da Satisfação no Trabalho dos Enfermeiros”, construída e validada por Frederico & Loureiro (2009) a 306 profissionais de Enfermagem, especialistas em enfermagem de reabilitação. O Alpha de Cronbach foi de 0,85, refletindo um bom nível de consistência interna. Foram analisadas seis dimensões da satisfação: satisfação com as chefias; satisfação com benefícios e recompensas; satisfação com a natureza do trabalho; satisfação com a comunicação; satisfação com a equipa e satisfação com os requisitos do trabalho. Foi realizado um estudo transversal analítico. Na análise estatística dos dados, recorreu-se à análise fatorial, ao coeficiente de correlação de Spearman, a testes paramétricos t-student para amostras independentes e One-Way ANOVA. Os resultados mostram que os enfermeiros especialistas em enfermagem de reabilitação encontram-se ligeiramente insatisfeitos. Os fatores de insatisfação estão relacionados com benefícios e recompensas, requisitos do trabalho e com a comunicação. A natureza do trabalho e o relacionamento com a equipa são fatores com os quais obtêm maior satisfação. Em relação às chefias existe uma aproximação à satisfação. Relativamente à avaliação do grau de satisfação profissional global, concluiu-se que os enfermeiros que exercem funções nos Cuidados de Saúde Primários encontram-se mais insatisfeitos profissionalmente, do que os que exercem a sua atividade profissional ao nível hospitalar. Os enfermeiros que exercem cuidados gerais apresentam-se mais insatisfeitos do que os que exercem cuidados de especialidade. Também a idade e a remuneração pelo cargo desempenhado são fatores determinantes. Os enfermeiros mais jovens são os que se apresentam mais insatisfeitos. Os enfermeiros que não são remunerados pelo cargo desempenhado demonstram maior insatisfação profissional.

Aplicação da técnica Análise do Valor (AV) a um determinado porduto/serviço

Mestrado em Engenharia Mecânica - Gestão de Processos e Operações

Aplicação de ferramentas de simulação estocástica na área de planeamento de uma empresa de abastecimento de água

No presente trabalho procura-se evidenciar algumas soluções para aplicação de simulação estocástica num contexto de gestão dos ativos, aplicado a um sistema de abastecimento de água, tirando partido da informação disponível sobre a manutenção que vem realizando, ao longo dos anos. Procura-se também descrever como estas metodologias podem ser aplicadas noutros casos, futuramente, beneficiando ainda da recolha de informação de colaboradores da empresa, com experiência no cargo e com elevado conhecimento do funcionamento das infraestruturas. A simulação estocástica é uma área cujas ferramentas podem dar uma preciosa ajuda no processo de tomada de decisão. Por outro lado, as organizações preocupam-se, cada vez mais, com o tema da gestão de ativos e com os custos a si associados, começando a investir mais tempo e dinheiro nessa matéria com o objetivo de delinearem estratégias para aumentar o período de vida útil dos seus ativos e otimizarem os seus investimentos de renovação. Nesse contexto, evidencia-se que um adequado plano de intervenções de manutenção e operação é uma boa metodologia, para garantir a redução de falhas no sistema de abastecimento de uma empresa desse setor, bem como garantir que as infraestruturas se encontram em condições de funcionamento. Contudo, esta abordagem tradicional não será suficiente para garantir as melhores práticas e os objetivos que se pretendem alcançar com uma gestão de ativos atual. O trabalho inclui, ainda, um estudo de caso com que se aplicaram as ferramentas estudadas a um caso real de um grupo de bombagem, de uma das Estações Elevatórias da empresa.

Optimization of the Pultrusion process

Manufacturing processes need permanently to innovate and optimize because any can be susceptible to continuous improvement. Innovation and commitment to the development of these new solutions resulting from existing expertise and the continuing need to increase productivity, flexibility and ensuring the necessary quality of the manufactured products. To increase flexibility, it is necessary to significantly reduce set-up times and lead time in order to ensure the delivery of products ever faster. This objective can be achieved through a normalization of the pultrusion line elements. Implicitly, there is an increase of productivity by this way. This work is intended to optimize the pultrusion process of structural profiles. We consider all elements of the system from the storehouse of the fibers (rack) to the pultrusion die. Particular attention was devoted to (a) the guidance system of the fibers and webs, (b) the resin container where the fibers are impregnated, (c) standard plates positioning of the fibers towards the entrance to the spinneret and also (d) reviewed the whole process of assembling and fixing the die as well as its the heating system. With the implementation of these new systems was achieved a significant saving of time set-up and were clearly reduced the unit costs of production. Quality assurance was also increased.