Simulação de sistemas distribuídos de manufactura

Os sistemas distribuídos de manufactura (SDM) possuem como principais características a capacidade de executarem processos de manufactura de forma distribuída em ambientes heterogéneos, em que os diversos estágios e parceiros envolvidos funcionam de forma autónoma. Dotados de uma boa capacidade de adaptação a mercados em constante mudança, são sis-temas complexos e dinâmicos, sendo difícil prever o seu desempenho sem abordagens adequadas, nomeadamente, recorrendo a métodos de simulação. No entanto os pacotes de simulação que existem actualmente, apesar de boa qualidade e bastante flexíveis, ainda se caracterizam por uma limitada capacidade para a simulação de SDM. Por outro lado, o desenvolvi-mento duma ferramenta de manufactura que combine a simulação ao nível local de processos de manufactura (por exemplo: com robôs e maquinas industriais) e a correspondente ao nível global e distribuído, revela-se significativamente complexo e oneroso. Ao invés de se desenvolver tal sistema, com este trabalho, pretende-se especificar um modelo e respectiva ferramenta que permita a simulação de SDM, recorrendo a produtos comerciais já existentes, mediante a definição duma estratégia de interoperabilidade entre as ferramentas. A simulação em simultâneo, de forma agregada e em tempo real dos diversos níveis estratégicos e locais de um SDM, permite assim uma melhor estimativa do seu desempenho futuro.

Estudo do motor em disco com o rotor em alumínio e em supercondutor multi-semente

Nesta dissertação é realizado o estudo de um motor em disco polifásico com armadura convencional e rotor que pode ser convencional, em alumínio, ou composto por material supercondutor de alta temperatura multi‐semente. O motor com o rotor em alumínio apresenta um comportamento assíncrono bem definido, baseado na lei geral de indução de eletromotrizes no induzido. Contudo, ao ser mergulhado em azoto líquido, evidencia melhores características eléctricas, tanto do induzido como do indutor, mesmo que o núcleo ferromagnético convencional possa exibir degradação magnética. O motor com o rotor SAT exibe um comportamento distinto, evidenciando ambos os regimes síncrono e assíncrono estáveis. O regime síncrono fica caracterizado pelo fenómeno de aprisionamento de campo, que garante que o rotor gire síncrono com o campo girante do estator. Em regime assíncrono, para um determinado valor de binário resistente aplicado superior ao electromagnético máximo desenvolvido pelo motor, o fenómeno de escoamento de campo está presente, sendo o binário electromagnético motor reforçado por um binário extra de perdas de carácter resistivo desenvolvidas no rotor devido à interacção da densidade de corrente a campos eléctricos que se estabelecem no rotor. Neste caso, o fenómeno de escoamento de campo não é devido a forças de Lorentz que se definem na matriz de Abrikosov, mas sim devido a esta ser “puxada” pelo campo girante do estator, ficando a matriz a deslizar sobre o rotor. De modo a obter as características dos sistemas electromecânicos em estudo é realizada uma análise teórica, baseada na teoria convencional das máquinas eléctricas, com o objectivo de compreender alguns dos fenómenos do motor de fluxo axial, e uma análise baseada num programa comercial de elementos finitos onde o fenómeno da supercondutividade é simulado com base na relação entre o campo elétrico e a densidade de corrente pela lei da potenciação (E‐J power law). O ensaio dos motores referidos é realizado para comparar ambos os sistemas e de realçar o princípio de funcionamento e as características mais relevantes de cada um. Da análise realizada é desenvolvido um modelo que caracteriza o funcionamento da máquina com o rotor com SAT.

Os sistemas de informação geográfica e a análise multicritério para o estudo da acessibilidade e mobilidade da rede escolar no município da Humpata (Angola)

O presente trabalho faz uma abordagem aos Sistemas de Informação Geográfica (SIG) e a análise multicritério (AMC) para o estudo da acessibilidade da rede escolar do município de Humpata, província da Huíla, situada em Angola. Neste trabalho pretende-se demonstrar as dificuldades de acessibilidade e mobilidade tendo em conta aos principais factores que condicionam a rede escolar e também a acessibilidade em termos de oferta e recursos, analisando com algum pormenor as condições de ensino que as escolas oferecem. Por outro lado foram também elaborados modelos de velocidade com o objectivo de verificar a distância-tempo percorrida pelos usuários considerando o declive do terreno. Ficou demonstrado que, para o estudo da acessibilidade da rede escolar, o uso dos SIG e a AMC fornecem resultados com relevância na tomada de decisão. A AMC conjugada com a álgebra de mapas, permitiu registar as disparidades de acessibilidade entre diferentes povoações que compõem o município. Aconselha-se por isso a utilização de ferramentas de análise espacial como os SIG, em contextos como o do município de Humpata onde os recursos escassos devem ser bem geridos, de forma a levar os serviços públicos e privados à maior parte da população e às povoações que mais necessitam através da localização óptima dos futuros serviços, que no caso das instituições escolares concorrera para garantia do sucesso escolar.

The use of information and interactive processes in growth management

Tese de doutoramento em Engenharia do Ambiente, especialidade em Sistemas Sociais

Sistemas de indicadores e índices de qualidade da água e sedimento em zonas costeiras

Dissertação de mestrado em Ciências das Zonas Costeiras

Constraint solving over multi-valued logics - application to digital circuits

Due to usage conditions, hazardous environments or intentional causes, physical and virtual systems are subject to faults in their components, which may affect their overall behaviour. In a ‘black-box’ agent modelled by a set of propositional logic rules, in which just a subset of components is externally visible, such faults may only be recognised by examining some output function of the agent. A (fault-free) model of the agent’s system provides the expected output given some input. If the real output differs from that predicted output, then the system is faulty. However, some faults may only become apparent in the system output when appropriate inputs are given. A number of problems regarding both testing and diagnosis thus arise, such as testing a fault, testing the whole system, finding possible faults and differentiating them to locate the correct one. The corresponding optimisation problems of finding solutions that require minimum resources are also very relevant in industry, as is minimal diagnosis. In this dissertation we use a well established set of benchmark circuits to address such diagnostic related problems and propose and develop models with different logics that we formalise and generalise as much as possible. We also prove that all techniques generalise to agents and to multiple faults. The developed multi-valued logics extend the usual Boolean logic (suitable for faultfree models) by encoding values with some dependency (usually on faults). Such logics thus allow modelling an arbitrary number of diagnostic theories. Each problem is subsequently solved with CLP solvers that we implement and discuss, together with a new efficient search technique that we present. We compare our results with other approaches such as SAT (that require substantial duplication of circuits), showing the effectiveness of constraints over multi-valued logics, and also the adequacy of a general set constraint solver (with special inferences over set functions such as cardinality) on other problems. In addition, for an optimisation problem, we integrate local search with a constructive approach (branch-and-bound) using a variety of logics to improve an existing efficient tool based on SAT and ILP.

Dinâmica de sistemas dissipativos e não-autónomos com uma coordenada angular

Estudamos a dinâmica de sistemas não-autónomos periódicos que têm como espaço de fases o cilindro. Sempre que o sistema for dissipativo a aplicação de Poincaré tem um atractor. Procuramos condições para que este atractor seja ou não homeomorfo ao círculo. Motivados pelos resultados obtidos por M. Levi e independentemente por Q. Min, S. Xian e Z. Jinyan estudamos aplicações à equação do pêndulo forçado com atrito. Encontramos relações com a trabalho de R. A. Smith que utilizamos no estudo de sistemas de osciladores acoplados e equações ordinárias de ordem n.

Avaliação do desempenho ambiental de sistemas de tratamento de águas residuais urbanas com descarga em zonas costeiras

A avaliação de desempenho ambiental (ADA) consiste numa ferramenta de apoio à decisão, fornecendo elementos de medição, comparação e análise, de forma objectiva e com exactidão. No presente trabalho apresenta-se uma proposta de abordagem à ADA de estações de tratamento de águas residuais (ETAR) urbanas com descarga em zonas costeiras, através da utilização de indicadores ambientais. Reconhecendo-se a especificidade das águas costeiras como meio receptor de águas residuais urbanas tratadas, propõe-se um conjunto vasto de indicadores de desempenho ambiental e de indicadores de condição ambiental, destinados a avaliar o desempenho das ETAR. Procede-se seguidamente à aplicação da metodologia proposta a um conjunto de 80 ETAR localizadas na faixa costeira portuguesa, cujas descargas se localizam na área de influência de águas balneares, incluindo a análise de desempenhos negativos para o indicador de qualidade do meio receptor proposto. Recorreu-se a informação obtida junto das entidades gestoras das ETAR, entre 2003 e 2005, ao longo de duas fases, uma de inquérito e outra de visitas técnicas com amostragem e caracterização das águas residuais urbanas. Procede-se previamente ao estabelecimento do enquadramento legal relevante e à identificação dos instrumentos de planeamento que conformam as políticas seguidas no sector. Analisa-se o quadro conceptual dos sistemas de gestão ambiental e de avaliação do desempenho ambiental, identificando-se as principais abordagens existentes, quer as de carácter genérico, quer as específicas dos sectores da água e do saneamento. Por último, apresenta-se um conjunto de conclusões sobre as potencialidades de utilização e desenvolvimento da metodologia proposta, bem como sobre os resultados obtidos no exercício de aplicação. A metodologia proposta fornece um bom instrumento de avaliação do desempenho ambiental das ETAR, permitindo indiciar se estas poderão constituir uma fonte de problemas para a qualidade das águas balneares, requerendo, no entanto, abordagens complementares para a sua confirmação. O desempenho ambiental das ETAR tem registado uma evolução globalmente positiva mas carece ainda de melhorias em diversos domínios. Identificam-se como principais lacunas a dificuldade na obtenção de dados e a necessidade de desenvolver novos indicadores de estado do ambiente capazes de reflectir o nível de desempenho ambiental das ETAR. Por último, sugerem-se novas linhas de investigação, em continuação do estudo agora realizado.

Descarga de águas residuais industriais nos sistemas públicos. Caso de estudo

O presente trabalho centra-se na metodologia que um regulamento de descarga industrial deverá possuir face à complexidade dos efluentes industriais afluentes aos colectores e às condições de tratamento dos sistemas de tratamento públicos subjacentes. O estudo é aplicado a uma situação concreta em que se procurou avaliar o impacte das descargas nos sistemas de tratamento públicos existentes e projectados para o concelho do Cartaxo. Para tal foi realizado um inventário junto das unidades industriais donde resultou informação de carácter geral e especifico relativo ao processo fabril que permitiram estimar ou obter dados directos da carga poluente e do caudal produzido. Complementarmente foi determinada a carga poluente e caudal produzido do sector doméstico que em conjunto com o sector industrial afluem aos sistemas de tratamento públicos. De acordo com as capacidades efectivas dos sistemas de tratamento e em função das afluências foi possível determinar, através de balanço de massas, a carga máxima de origem industrial em termos de matérias conservativas, oxidáveis e degradáveis. Determinados os valores limites de descarga industrial elaborou-se o regulamento de descarga industrial para o caso concreto do concelho do Cartaxo e estabeleceram-se as acções de implementação e monitorização do mesmo.

Síntese e estudo de flavílios com novas funcionalidades

O trabalho de investigação elaborado no âmbito desta dissertação de Mestrado, teve como objectivo a introdução distinta de duas novas funcionalidades na unidade de 2-fenil-1-benzopirílio. Inicialmente introduziu-se uma dupla ligação conjugada no esqueleto base, entre o grupo fenilo e o sistema benzopirílio, com a obtenção de 2-estiril-1-benzopirílios que a pH’s próximos da neutralidade possibilita a formação de uma chalcona com duas duplas ligações, permitindo duas possíveis isomerizações cis-trans distintas. A outra funcionalidade introduzida nos sistemas 2-fenil-1-benzopirílio, foi um estímulo eléctrico. Ligou-se covalentemente a estes sistemas, moléculas com comportamento redox reversível, que se possuírem uma janela de oxidação-redução distinta dos flavílios, podem vir a permitir um maior número de estados disponíveis por estímulos eléctricos exteriores. Propôs-se inicialmente uma via sintética que incluía o ferroceno, mas que não foi bem sucedida. Por fim, propôs-se nova via sintética, desta feita com o grupo 4,4’-bipiridínio (viologénio), que foi bem sucedida e de onde se esperam resultados promissores. Relativamente aos novos sistemas 2-estiril-1-benzopirílio, procedeu-se à sua caracterização extensiva por espectroscopias de IV, 1H-RMN, AE, MALDI-TOF MS e UV/Vis. Apesar das mesmas caracterizações aplicadas aos sistemas flavílios/viologénios, é ainda necessária a sua caracterização electroquímica. Tendo em conta a sua possível aplicação como compostos modelo de memórias ópticas, espera-se conseguir com a introdução destas novas funcionalidades na unidade de flavílio, um maior número de estados num sistema complexo de multi-estados, multi-funções.

RAMS aplicado a sistemas reparáveis

Quando se aborda o tema da manutenção,muitas vezes a primeira ideia subjacente é a de que se trata de uma actividade que apenas acarreta custos, sem que dela resultem benefícios maiores para as instalações industriais. Tal facto deriva desta actividade estar natural e permanentemente associada a falhas. Daí a necessidade de se demonstrar que, através de uma aplicação rigorosa de metodologias modernas de manutenção, assentes em conceitos científicos, se podem acrescentar mais-valias na cadeia de valor de cada organização. O principal objectivo do presente trabalho foi o desenvolvimento de um modelo apropriado de manutenção, assente no conceito RAMS, aplicado a sistemas reparáveis de extracção de oleaginosas. A metodologia desenvolvida procura integrar os conceitos associados aos processos estocásticos pontuais com metodologias qualitativas de análise de falhas e efeitos e com as práticas de manutenção baseadas na fiabilidade. Os dados referentes à extracção de oleaginosas foram, inicialmente, codificados e tratados de forma a conseguir-se uma base de dados para cada subsistema, ordenada cronologicamente. A análise da extracção de oleaginosas como sistema reparável, constituído hierarquicamente por subsistemas igualmente reparáveis incidiu, fundamentalmente, em três vertentes: a primeira, consubstanciada na avaliação global das falhas do sistema reparável, articulando a utilização dos conceitos dos processos estocásticos pontuais com a determinação dos respectivos tempos médios de reparação; tem como o objectivo encontrar os subsistemas mais críticos, em termos de disponibilidade; a segunda, permitiu encontrar uma política de manutenção preventiva adequada, através da identificação dos respectivos componentes críticos; estes foram, obtidos pela aplicação da Análise Modal de Falhas e Efeitos e da modelação estatística da ordem das falhas e respectivas durações; a terceira, através do desenvolvimento da análise de riscos associada às tarefas de manutenção, permitiu identificar melhorias possíveis de aplicar ao nível da segurança ocupacional. A metodologia desenvolvida poderá ser eventualmente aplicada à totalidade dos subsistemas reparáveis da unidade em estudo, bem como a outras unidades industriais.

A importância das tecnologias de informação e do factor humano nos sistemas antropocêntricos e flexíveis de produção

As Tecnologia de Informação, são certamente uma pedra base da sociedade de hoje e das vindouras. Estas têm modificado as relações sociais, culturais e organizacionais, tendo-se repercutido na sociedade, de diferentes formas. A análise aqui proposta, visa o mundo das organizações e o reconhecimento do peso do factor humano dentro desta, quer na forma como as relações entre os vários actores são mediadas por estas novas tecnologias, quer no que conceme às modificações produzidas por estas no trabalho e consequentemente nas qualificações dos operadores. O desenvolvimento desta análise, parte de uma perspectiva antropocêntrica, que tem, como premissas de partida o valor humano e as características culturais de cada organização. A proposta aqui apresentada, é sobretudo um alerta, para uma maior colaboração interdiscipliiar no desenho das Tecnologias de Informação, visando a plena integração do factor humano no desempenho destas tecnologias. Por último cabe aqui aludir ao estudo de caso, que tem por objecto de estudo um Sistema Flexível de Produção e a inclusão de um posto de trabaího no Sistema. A opção de organização do trabalho, visa sobretudo capacitar, o factor humano de competências e qualificações que lhe permitam o enobrecimento do seu posto de trabalho. É uma opção que assenta na divisão maleável do trabalho, sendo necessário um operador qualificado, mas também polivalente de forma a permitir ao indivíduo executar o conjunto de tarefas que comporta o posto de trabalho.

Análise comparativa das opiniões, atitudes e comportamentos dos utentes de diferentes sistemas de deposição selectiva de resíduos urbanos

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente,perfil Engenharia Sanitária

Sistemas energéticos para o sector edifícios em Portugal

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente

Plataforma para testes de conformidade de sistemas baseados em módulos conceptuais STEP

Obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica, Sistemas e Computadores