XHA: eXtensible Hyper-Automation

O objetivo geral desta dissertação é estudar as possibilidades de flexibilização da função de saída do Sistema Hyper-Automaton além das rígidas possibilidades utilizadas atualmente com a utilização direta do HTML, objetivando eliminar as limitações como execução de aplicações proprietárias, caracteres incompatíveis entre browsers, excesso de tráfego na rede, padronizar aplicações, incrementar recursos didáticos, melhorar o suporte a aplicações multimídia atuais e futuras, facilitar a manutenção, implementação e reuso, alterar o layout de saída no browser de maneira dinâmica, explorar outros recursos de links, estabelecer padrões de organização do material instrucional criado pelo professor e muitas outras. Tal sistema anteriormente desenvolvido e funcionando adequadamente, é baseado no formalismo de Autômatos Finitos com Saída como modelo estrutural para organização de hiperdocumentos instrucionais, em especial em cursos na Web, tornando o material hipermídia independente do controle da aplicação. O Sistema Hyper-Automaton, tornou-se portanto, um sistema semi-automatizado para suporte a cursos na Web. Com o desdobramento da pesquisa, esta procurou ir mais além e descreveu possibilidades de não só estudar os aspectos possíveis de formatação de saída do sistema, mas reestruturá-lo totalmente sobre uma linguagem de markup padrão, buscando atualizá-lo tecnologicamente definindo outras possibilidades para que significativos trabalhos futuros possam de maneira mais clara serem alcançados. Dessa maneira, esta dissertação centra-se no estudo da aplicação de formas de flexibilização do Sistema Hyper-Automaton, tanto na parte da estruturação de documentos que são conteúdos instrucionais armazenados, bem como, na forma desse material tornar-se-á disponível através de navegadores WWW compatíveis com as tecnologias propostas, possibilitando o incremento substancial de funcionalidades necessárias para cursos onde a Web é o principal meio. Esta pesquisa dá prosseguimento a dois trabalhos anteriormente concluídos no PPGC e do Curso de Bacharelado em Ciência da Computação da UFRGS no ano de 2000, na seqüência, Hyper-Automaton: Hipertextos e Cursos na Web Utilizando Autômatos Finitos com Saída, dissertação de mestrado de Júlio Henrique de A. P. Machado e Hyper-Automaton: Implementação e Uso, trabalho de diplomação de Leonardo Penczek.

A influência da organização do trabalho na comunicação em um escritório panorâmico : um estudo de caso

Com a evolução tecnológica e a crescente disputa no mercado, as empresas passaram a investir em novas tecnologias e métodos organizacionais que buscassem um aumento da produtividade e qualidade. Esta pesquisa, por meio de um estudo de caso, teve como objetivo levantar e analisar as condições ergonômicas na organização do escritório de uma empresa segundo tendências que contemplam redução de custo e rapidez na comunicação. Neste modelo, o escritório, identificado como aberto ou panorâmico, característica dos sistemas de gerenciamento corporativos, se, por um lado, apresentou vantagens, como a facilidade de comunicação e melhor controle da chefia sobre os trabalhadores, por outro lado, expôs também uma face negativa, porque normalmente tais atividades laborais exigem o exercício da concentração mental, e, em um escritório assim disposto, o trabalhador percebe os murmúrios desse ambiente como uma incômoda sensação que resulta em comprometimento da capacidade de concentração e queda tanto no rendimento quanto na produtividade. Tomou-se como ponto de partida uma queixa de perturbação que se instalou no setor sob a forma de ruído. Este estudo centrou sua investigação em três pontos: a percepção do trabalhador no ambiente organizacional, a sistemática da troca de informações e as características físicas do modelo de escritório. Os resultados indicaram que a troca de informações intensificada, a forma de distribuição do layout e o modelo de escritório adotado afetam negativamente o desempenho do indivíduo, comprometendo-lhe o rendimento laboral e a saúde; no entanto, um vez modificada, não apenas a disposição dos postos de trabalho, mas também as características do mobiliário, e, ainda, levado a efeito um processo educacional quanto ao controle do tom de voz tais mudanças podem tornar o ambiente, para o desenvolvimento mais eficiente das atividades, sem comprometimento do fluxo de comunicação.

Desenvolvimento de produto, processo e produção e suas interfaces : um estudo de caso em indústria de autopeças

O tema desta dissertação de mestrado é a interface existente entre os departamentos de desenvolvimento de produto e de produção. Primeiramente será apresentada uma revisão bibliográfica sobre projeto de produto, projeto de processo e produção e interface entre desenvolvimento de produto e produção, proporcionando o embasamento teórico sobre o assunto principal e os demais correlacionados. Em seguida, será apresentado um estudo de caso envolvendo uma empresa multinacional fabricante de autopeças. O estudo contempla a descrição do cenário, diagnóstico da situação atual, referente à metodologia utilizada pela empresa no processo de desenvolvimento de seus produtos, bem como a identificação dos pontos passíveis de melhoria, ou seja, as deficiências associadas ao modelo atual, referentes ao processo de comunicação, planejamento das atividades, equipes de projeto e estrutura física do departamento de engenharia de produto. As dificuldades identificadas estão diretamente ligadas ao processo de desenvolvimento da interface entre a engenharia de produto, processo e produção. Deste modo, propôs-se um plano de intervenção composto pelas seguintes ações: i) alteração da estrutura física (layout) do departamento de engenharia de produto; ii) criação de um novo departamento e de um novo cargo, denominados, respectivamente, engenharia de desenvolvimento e engenheiro de desenvolvimento, responsáveis por desenvolver a interface entre as engenharias de produto, processo e produção; iii) reestruturação das equipes multidisciplinares de projeto. O plano de intervenção proposto objetiva amenizar as dificuldades identificadas durante a análise da metodologia utilizada pela empresa para o PDP. Com isso, pretende-se estabelecer uma melhor interface entre as engenharias de produto, processo e produção.

Desenvolvimento de uma arquitetura programável de controle em tempo real para um servoposicionador pneumático

Este trabalho aborda o desenvolvimento de uma arquitetura de controle em tempo real para servoposicionadores pneumáticos, baseada em computadores pessoais (PCs). Os servoposicionadores pneumáticos são de baixo custo, leves, não poluentes e de fácil utilização. Como apresentam boa relação entre peso e força, são bastante atraentes em aplicações de robótica. Entretanto, devido a suas não linearidades, os servoposicionadores pneumáticos apresentam dificuldades em seu controle. Visando compensá-las, são desenvolvidos algoritmos de controle cada vez mais complexos, necessitando de ferramentas mais robustas quanto ao poder de processamento. Ferramentas com características necessárias para o desenvolvimento de algoritmos e para o controle em tempo real de sistemas custam caro, o que dificulta o desenvolvimento de novas tecnologias de controle de servoposicionadores pneumáticos. Este trabalho apresenta uma revisão das soluções utilizadas na construção de sistemas pneumáticos de posicionamento e daquelas adotadas no controle digital de sistemas automáticos. Descrevese o processo de construção de uma bancada experimental, e o desenvolvimento das soluções em hardware e software para o controle digital é discutido. Visando uma solução economicamente atraente, são utilizados unicamente softwares de código aberto e de livre utilização, assim como hardwares de baixo custo.Para verificar a eficiência da solução proposta, a arquitetura de controle é utilizada para realizar a identificação dos parâmetros do sistema pneumático. Dentre eles, destacam-se a vazão mássica e o atrito, informações importantes para simulação e controle do sistema. Também são utilizados controladores do tipo Proporcional-Integral-Derivativo, implementados para apoiar o estudo do desempenho da arquitetura no controle do servoposicionador pneumático.

Projetos de controladores para sistemas de potência utilizando LMI'S

A presente dissertação tem como objetivo estudar e aprimorar métodos de projetos de controladores para sistemas de potência, sendo que esse trabalho trata da estabilidade dinâmica de sistemas de potência e, portanto, do projeto de controladores amortecedores de oscilações eletromecânicas para esses sistemas. A escolha dos métodos aqui estudados foi orientada pelos requisitos que um estabilizador de sistemas de potência (ESP) deve ter, que são robustez, descentralização e coordenação. Sendo que alguns deles tiveram suas características aprimoradas para atender a esses requisitos. A abordagem dos métodos estudados foi restringida à análise no domínio tempo, pois a abordagem temporal facilita a modelagem das incertezas paramétricas, para atender ao requisito da robustez, e também permite a formulação do controle descentralizado de maneira simples. Além disso, a abordagem temporal permite a formulação do problema de projeto utilizando desigualdades matriciais lineares (LMI’s), as quais possuem como vantagem o fato do conjunto solução ser sempre convexo e a existência de algoritmos eficientes para o cálculo de sua solução. De fato, existem diversos pacotes computacionais desenvolvidos no mercado para o cálculo da solução de um problema de inequações matriciais lineares. Por esse motivo, os métodos de projeto para controladores de saída buscam sempre colocar o problema na forma de LMI’s, tendo em vista que ela garante a obtenção de solução, caso essa solução exista.

"Influência do espaço construído na ocorrência de crimes em conjuntos habitacionais"

A crescente criminalidade nas áreas urbanas e o sentimento de insegurança dos cidadãos, bem como as formas de prevenção a estes problemas através do projeto urbano, são questões que tem sido investigadas em estudos relacionados aos efeitos do ambiente construído sobre a ocorrência de crimes. Muitas pesquisas tem evidenciado o importante papel do projeto físico na redução do crime no espaço urbano, sugerindo que a organização dos espaços pode minimizar as oportunidades do crime ocorrer. O layout do ambiente não irá causar ou inibir a atividade criminal, ou determinar o nível de segurança do espaço, mas nos locais onde o problema da falta de segurança existe, o layout e a organização do espaço podem torná-lo mais seguro. Partindo da premissa que a falta de segurança urbana se reflete em ambientes residenciais, mais especificamente em conjuntos habitacionais, tendo um forte impacto na qualidade de vida, atitudes e comportamento dos usuários, esta pesquisa tem como objetivo verificar a influência de determinadas variáveis físicas de projeto na ocorrência de crimes em seis conjuntos habitacionais localizados na cidade de Porto Alegre, que apresentam diferentes tipologias e configurações, inseridos em diferentes contextos urbanos, destinados à população de baixa renda. A escolha do local para realizar o estudo também objetivou expandir o reduzido conhecimento existente sobre as variáveis físicas associadas ao crime em conjuntos habitacionais de Porto Alegre. Foram selecionados indicadores para analisar estes fatores, através do uso de métodos de avaliação pós-ocupação. Os resultados sustentaram a influência de fatores relacionados ao controle territorial, conexões visuais e funcionais, localização do conjunto e criminalidade da área, não sustentando totalmente a influência de fatores relacionados à definição territorial, configuração dos acessos, manutenção das edificações e áreas livres, nível de integração das vias de circulação e uso dos espaços na ocorrência de crime nestes ambientes. Assim, fica evidenciada a importância da consideração das variáveis físicas do layout de conjuntos habitacionais como agentes na redução da suscetibilidade destes locais ao crime.

Controle preditivo de robôs móveis não holonômicos

O controle de robôs móveis não holonômicos apresenta como principal desafio o fato de estes sistemas não serem estabilizáveis em um ponto através de uma realimentação de estados suave e invariante no tempo, conforme o Teorema de Brockett. Para contornar este resultado, técnicas clássicas utilizam leis de controle variante no tempo ou não suaves (descontínuas). Entretanto, estas técnicas não prevêem durante o cálculo da lei de controle restrições nas variáveis do sistema e assim, muitas vezes, geram entradas de controle que são incompatíveis com uma implementação real. Neste trabalho são desenvolvidos algoritmos de controle preditivo baseado em modelo (MPC) para o controle de robôs móveis não holonômicos dotados de rodas. No MPC, restrições nas variáveis de estado e de controle podem ser consideradas durante o cálculo da lei de controle de uma forma bastante direta. Além disso, o MPC gera implicitamente uma lei de controle que respeita as condições de Brockett. Como o modelo do robô é não linear, é necessário um algoritmo de MPC não linear (NMPC). Dois objetivos são estudados: (1) estabilização em um ponto e (2) rastreamento de trajetória. Através de extensivos resultados de simulação, é mostrada a eficácia da técnica. Referente ao primeiro problema, é feita uma análise comparativa com algumas leis clássicas de controle de robôs móveis, mostrando que o MPC aplicado aqui apresenta uma melhor performance com relação às trajetórias de estado e de controle. No problema de rastreamento de trajetória, é desenvolvida uma técnica linear, alternativa ao NMPC, utilizando linearizações sucessivas ao longo da trajetória de referência, a fim de diminuir o esforço computacional necessário para o problema de otimização. Para os dois problemas, análises referentes ao esforço computacional são desenvolvidas com o intuito de mostrar a viabilidade das técnicas de MCP apresentadas aqui em uma implementação real.

Avaliação da eficiência energética em um sítio industrial utilizando análise pinch com heurísticas e técnicas de projeto

Este trabalho envolve a avaliação da eficiência energética em um sítio industrial, que contém três plantas de produção de polietilenos, utilizando conceitos da análise pinch associados com heurísticas e técnicas de projetos. Na primeira etapa do trabalho, foi realizada uma análise preliminar, na qual foram verificadas as possibilidades de melhorias nas condições de operação das unidades. Com esta avaliação, obteve-se uma economia de 500kg/h de vapor de baixa pressão com a simples alteração na sua pressão de fornecimento para uma das unidades. Na seqüência, com base no conhecimento dos processos e na avaliação das curvas compostas das unidades, verificou-se o potencial de integração energética das plantas individualmente, selecionando-se uma unidade (Planta 3) para ser reprojetada. Para esta unidade foram eliminadas do problema as correntes utilizadas em condições esporádicas, as correntes fora da faixa de integração e, por fim, aquelas cuja integração seria demasiadamente complexa. Após estas simplificações, verificou-se o Ponto de Estrangulamento Energético da unidade, os trocadores que empregam utilidades de uma forma inapropriada, o consumo atual e o mínimo de vapor. Com base nestas informações foram verificadas as modificações estruturais na rede de trocadores de calor da Unidade 3 que resultariam em uma unidade energeticamente mais eficiente. Para isto, utilizou-se o programa Aspen Pinch (da Aspen Tech) que gerou uma lista com vinte possibilidades de adição de novos trocadores. Considerando-se somente as modificações com economia superior a 200kW e as restrições de segurança, layout e controle, apenas duas oportunidades foram detalhadas. A primeira delas, foi o aproveitamento do vapor de flash resultante da expansão do condensado de média pressão da unidade. A segunda oportunidade envolveu a adição de um novo trocador, que foi projetado utilizando-se o programa Bjac conjuntamente com o Aspen Plus. Ambas as oportunidades foram avaliadas economicamente, apresentando Taxas Interna de Retorno muito superiores à Taxa mínima de atratividade de 15% considerada neste trabalho.

Controle preditivo de sistemas mistos lógicos-dinâmicos

O comportamento dinâmico de um sistema é tradicionalmente descrito por um modelo, em geral associado a um conjunto de equações diferenciais ou de equações de diferenças, onde as variáveis representam grandezas físicas. Sistemas complexos, principalmente na indústria de processos, incorporam elementos com comportamento dinâmico lógico, tais como atuadores e sensores ON-OFF (estados aberto/fechado) ou proposições lógicas (estados verdadeiro/falso). Estes sistemas são denominados “Sistemas Híbridos”, “Sistemas Mistos Lógicos-dinâmicos” ou, simplesmente, “Sistemas Mistos”. Neste trabalho, são apresentadas técnicas que, associando variáveis lógicas a estes elementos, e mediante a incorporação de restrições sobre as variáveis, permitem obter um modelo matemático do sistema misto. Neste caso, técnicas clássicas de controle não permitem a incorporação destas novas variáves e restrições. Como opção de controle de sistemas mistos, é então proposta e estudada uma técnica de controle preditivo baseado em modelo. São apresentados tanto a formulação teórica do problema de controle, quanto exemplos e simulações bem como um estudo de caso de sua aplicação sobre um sistema de equalização de uma planta de tratamento de efluentes.