Análise estática e dinâmica, linear e não-linear geométrica, através de elementos hexaédricos de oito nós com um ponto de integração

Para a análise estática e dinâmica, linear e não-linear de placas, cascas e vigas, implementa-se neste trabalho o elemento hexaédrico com integração reduzida, livre de travamento volumétrico e travamento de cisalhamento e que não apresenta modos espúrios. Na formulação do elemento, utiliza-se apenas um ponto de integração. Desta forma, a matriz de rigidez é dada de forma explícita e o tempo computacional é significativamente reduzido, especialmente em análise não-linear. Os modos espúrios são suprimidos através de um procedimento de estabilização que não exige parâmetros especificados pelo usuário. Para evitar o travamento de cisalhamento, desenvolve-se o vetor de deformações num sistema co-rotacional e remove-se certos termos não constantes nas componentes de deformações de cisalhamento. O travamento volumétrico é resolvido fazendo-se com que a parte dilatacional (esférica) da matriz gradiente seja avaliada apenas no ponto central do elemento. Como a eliminação do travamento de cisalhamento depende de uma abordagem no sistema local, emprega-se um procedimento co-rotacional para obter o incremento de deformação no sistema local e atualizar os vetores de tensões e forças internas na análise não-linear Para a solução das equações de equilíbrio na análise estática, utilizam-se métodos diretos baseados na eliminação de Gauss ou métodos iterativos de Gradientes Conjugados Precondicionado elemento-por-elemento (EBE). Para a análise dinâmica, as equações de equilíbrio são integradas através do método explícito de Taylor-Galerkin ou do método implícito de Newmark. Através de exemplos numéricos demonstra-se a eficiência e o potencial do elemento tridimensional na análise de casca, placas e vigas submetidas a grandes deslocamentos e grande rotações. Os resultados são comparados com trabalhos que utilizam elementos clássicos de placa e casca.

Validação externa da metodologia de análise focada na decisão : o caso da "SEAB Paraná"

Esta pesquisa tem como objetivo validar externamente a Metodologia da Análise Focada na Decisão (AFD) desenvolvida por Santos, Becker e Fisher (1998) a partir do estudo de atividades desenvolvidas por um grupo de funcionários da Secretaria de Estado da Agricultura do Paraná – SEAB. A AFD define os requisitos de informações para o desenvolvimento de Sistema de Informação (SI), com foco de análise no processo decisório e executada em fases seqüenciais de análise e de modelagem de sistema. A aplicação da AFD foi realizada na SEAB, através do estudo feito junto à Divisão de Produção de Sementes e Mudas, o foco das observações. Utilizando-se a AFD definiu-se as informações essenciais, tendo como classes de decisão aquelas geradas pelos funcionários que atuam direta e indiretamente com a citada Divisão. A AFD mostrou-se um método adequado para a definição de requisitos de informações, pois os resultados de sua aplicação foram relevantes não apenas dentro dos objetivos propostos, mas propiciou, também, grande interesse em outras áreas da SEAB. Validou-se a metodologia pela confirmação de sua eficácia junto aos especialistas da área conforme relatado.

Análise da confiabilidade de produtos baseada em dados de utilização da garantia

Empresas de manufatura alocam uma grande quantidade de recursos no projeto de produtos confiáveis. Quando adequadamente projetados, tais produtos apresentam um número mínimo de falhas operacionais durante seu período de garantia e, de forma geral, durante sua vida útil. Falhas incorridas durante o período de garantia do produto implicam em custos indesejáveis. Assim, a incidência dessas falhas, bem como sua natureza, são normalmente registradas pelas empresas, na busca de informações que permitam aprimorar o projeto de produtos. Modelos de confiabilidade apropriados para estudos de engenharia são freqüentemente desenvolvidos a partir da análise de informações de desempenho em campo dos produtos de interesse. Esta dissertação propõe e exemplifica uma metodologia de análise de confiabilidade de produtos manufaturados, utilizando as informações disponíveis de volume produzido em um período de tempo e dados de tempos-até-falha obtidos da utilização da garantia do produto analisado. Como aplicação, foi realizada a modelagem da distribuição de confiabilidade de um modelo de aparelho condicionador de ar individual. Além da definição do modelo de distribuição da confiabilidade do produto e seus parâmetros, foram identificados os componentes críticos do sistema, os quais apresentam maior impacto sobre a confiabilidade do produto, quando ocorre melhoria de suas distribuições individuais de confiabilidade O trabalho apresenta, também, uma introdução sobre a teoria e princípio de funcionamento de unidades condicionadoras de ar, bem como uma revisão sobre os conceitos teóricos de confiabilidade, estimativas de parâmetros de modelos de distribuições, métodos de modelagens de distribuições e avaliação de confiabilidade utilizados na metodologia proposta.

Análise dos principais fatores intervenientes no comportamento hidrodinâmico do banhado do Taim (RS)

Os ecossistemas conhecidos como banhados são corpos d’água rasos de grande importância ecológica, embora apenas recentemente isso começou a ser reconhecido. Além de servirem de habitat para uma diversidade de espécies de seres vivos e constituírem áreas de transição entre ambientes aquáticos e terrestres, os banhados ainda são responsáveis pela atenuação de cheias, melhoria da qualidade da água e recarga/descarga de águas subterrâneas. Ao lado da oscilação natural do nível da água, conhecido como hidroperíodo, a circulação da água desempenha um papel de fundamental importância na estrutura e no funcionamento dos banhados. Tais ecossistemas são caracterizados por pequenas lâminas d’água e pela grande presença de macrófitas aquáticas, que são sensíveis a alterações no nível e no padrão de circulação da água. Isso tem ocorrido no banhado do Taim (RS), objeto deste estudo, em decorrência da ação antrópica, como a captação de água para orizicultura e a operação das comportas de saída para a lagoa Mirim. Neste trabalho, aplicou-se um modelo hidrodinâmico bidimensional horizontal (modelo IPH-A), associado a um algoritmo de secagem/inundação, ao sistema formado pela lagoa Mangueira e pelo banhado do Taim, procurando analisar os principais fatores intervenientes no comportamento hidrodinâmico do banhado. Foram avaliados os efeitos decorrentes da ação de cisalhamento do vento na superfície da água, da resistência ao escoamento e da proteção contra a ação do vento proporcionados pelas macrófitas aquáticas e a interação com a lagoa Mangueira. A resistência da vegetação ao escoamento foi representada na modelagem pela adoção de um coeficiente de Manning superior ao das áreas consideradas sem vegetação e, para representar o efeito protetor contra a ação do vento, considerou-se uma redução da tensão de cisalhamento na superfície da água nas áreas com vegetação. Verificou-se, através das simulações numéricas, que os fatores analisados têm papel fundamental sobre a hidrodinâmica do Taim, estando fortemente associados entre si. Em particular, os resultados mostraram que a distribuição espacial da vegetação norteia o padrão geral da circulação da água no banhado e sua ocorrência, principalmente na interface com a lagoa, diminui a influência desta sobre o Taim, significativamente. Outro fato relevante é que, conforme o nível da água, diferentes regiões do banhado ficam secas, resultando padrões hidrodinâmicos distintos, que também diferem quanto à influência que sofrem do vento e da lagoa Mangueira.

Análise energética e exergética de um ciclo rankine com aquecimento distrital : estudo de uma planta termelétrica

Este trabalho tem por objetivo simular e analisar uma usina termelétrica a carvão em várias condições de funcionamento. A usina simulada neste trabalho é a AVV 1 localizada em Copenhague, Dinamarca. A AVV 1 é uma usina de geração de potência e aquecimento distrital que pode funcionar em várias condições de carga. A simulação da usina supracitada foi tema de um concurso de simuladores proposto no congresso ECOS 2003 realizado em Copenhague, Dinamarca. Para a realização deste trabalho foi construído um programa na linguagem FORTRAN 90. Cada componente da usina é modelado através de equações de balanço de massa e energia, e o sistema completo tem sua solução obtida pelo método de substituição sucessiva. Para viabilizar essa solução é necessário também implementar uma rotina de cálculo de propriedades do fluido de trabalho. No caso estudado, o fluido de trabalho da usina é a água e a formulação utilizada para o cálculo de suas propriedades nos diversos estados é a IAPWS IF-97. A usina é simulada em dois modos de operação: modo de condensação, onde ocorre apenas geração de eletricidade, e em modo de contrapressão, onde há geração de eletricidade e aquecimento distrital, conforme nomenclatura sugerida pela organização do concurso No modo de condensação, são feitas quatro séries de simulações variando a carga de 100% a 40%. Cada série contém um conjunto de hipóteses quanto à variação das eficiências isoentrópicas e pressões das turbinas em função da vazão mássica. No modo de contrapressão, a usina é simulada funcionando com 100% da carga. O programa desenvolvido calcula as propriedades para qualquer ponto de trabalho ao longo da planta, assim como a eficiência da mesma, a potência gerada, e todas as vazões mássicas pertinentes. Além disso, é feita também uma análise exergética da planta. A simulação demonstrou que a planta possui uma eficiência global de 42,02% com uma geração de 250,2 MW em 100% de carga no modo de condensação. Nessas mesmas condições, do ponto de vista exergético, a eficiência encontrada é de 37,21%. No modo de contrapressão, a usina apresenta uma eficiência exergética de 40,19% com um aproveitamento energético de 90,55%. Por fim, é possível também verificar a comportamento da eficiência da planta e a variação de água de resfriamento do condensador com a carga. Os resultados gerados são próximos àqueles encontrados pelos diversos pesquisadores que abordaram o problema.

Simulação e controle de um sistema de suspensão simplificado

As aplicações da mecânica vibratória vêm crescendo significativamente na análise de sistemas de suspensões e estruturas de veículos, dentre outras. Desta forma, o presente trabalho desenvolve técnicas para a simulação e o controle de uma suspensão de automóvel utilizando modelos dinâmicos com um, dois e três graus de liberdade. Na obtenção das equações do movimento para o sistema massa-mola-amortecedor, o modelo matemático utilizado tem como base a equação de Lagrange e a segunda lei de Newton, com condições iniciais apropriadas. A solução numérica destas equações é obtida através do método de Runge-Kutta de 4ª ordem, utilizando o software MATLAB. Para controlar as vibrações do sistema utilizou-se três métodos diferentes de controle: clássico, LQR e alocação de pólos. O sistema assim obtido satisfaz as condições de estabilidade e de desempenho e é factível para aplicações práticas, pois os resultados obtidos comparam adequadamente com dados analíticos, numéricos ou experimentais encontrados na literatura, indicando que técnicas de controle como o clássico podem ser simples e eficientes.

Regimes próprios de previdência social : o papel do controle na manutenção do equilíbrio financeiro e atuarial do sistema

O presente estudo demonstra a importância do controle exercido sobre as atividades de um Regime Próprio de Previdência Social (RPPS) no sentido de mantê-lo equilibrado financeira e atuarialmente ao longo do tempo. Neste contexto, aborda-se o controle como uma das funções do administrador; adotando-se, para tanto, uma visão moderna de administração. Objetivando a identificação do que deverá ser controlado, são especificados os fatores determinantes do equilíbrio financeiro e atuarial das entidades previdenciárias. Também é realizada uma análise da importância dada ao controle nas entidades que se encontram em atividade. Esta análise baseou-se na coleta de informações, por meio de questionários de pesquisa, junto a uma amostra de tais entidades. Por fim, desenvolveu-se um método de controle para entidades desta natureza, e criou-se um caso hipotético visando a demonstração da forma de implantação do método ora delineado.

Um balanço do processo de privatização do sistema de telefonia fixa e móvel no Brasil

O presente trabalho objetiva identificar a influência das privatizações na evolução do sistema de telefonia fixa e móvel celular brasileiro. O estudo foi desenvolvido avaliando-se um período de três anos pré-privatização versus pós-privatização, desconsiderando-se o ano em que ocorreu a troca do controle acionário das companhias. Para a execução do estudo, utilizou-se duas amostras distintas, uma para cada período, que representavam parcelas semelhantes da receita total do mercado para os respectivos períodos antes e pós-privatização. De modo a atingir o objetivo central do trabalho, desenvolveu-se o tema em quatro aspectos: desempenho das empresas de telefonia, qualidade e universalização dos serviços de telefonia, geração de divisas para o governo pelas empresas de telefonia e variação nos preços dos serviços de telefonia fixa. Para operacionalizar a análise, utilizou-se um conjunto de indicadores para cada um dos aspectos abordados e aplicou-se, primeiramente, o teste não-paramétrico de Kolmogorov- Smirnov. Em seguida, constatou-se que a forma de distribuição dos dados, antes desconhecida, atendia aos pressupostos dos testes paramétricos e aplicou-se, também, aos conjuntos de indicadores o teste t de Student de modo a perceber diferenças mais sutis principalmente nos casos em que o primeiro teste não detectou diferenças significativas. A avaliação geral dos resultados tende a rejeitar a hipótese nula de que a privatização das empresas de telefonia não reverteu em ganhos para o Estado e a população em geral. Esta conclusão baseia-se na análise dos quatro conjuntos de indicadores que apresentaram as seguintes evidências: em geral, a maioria dos indicadores de desempenho das empresas sinalizam uma queda em sua performance entre antes e depois das privatizações; a análise dos indicadores de qualidade e universalização dos serviços apresentaram sensível melhora, evidenciando uma evolução em termos de qualidade e de popularização dos serviços de telefonia; os indicadores de geração de divisas para o Estado apresentaram um crescimento no montante absoluto arrecadado, mas sem um aumento significativo na proporção da carga tributária incidente; a análise da evolução dos preços dos serviços de telefonia fixa revela que, considerando-se os efeitos inflacionários, houve uma redução destes preços no período pós-privatização comparando-se com o período pré-privatização.

Desenvolvimento de um plano agregado de produção para um sistema agroindustrial

Esta dissertação traz como tema principal o planejamento da produção, com enfoque no planejamento agregado da produção. Tal planejamento de longo prazo é o elo entre a alta administração da empresa e a manufatura. Através dele, as metas estratégicas da empresa são comunicadas por meio de uma linguagem comum ao corpo tático/operacional, visando coordenar os esforços e buscar comprometimento para o alcance das metas. O desenvolvimento de um plano agregado de produção é concretizado através do uso de algoritmos de pesquisa operacional, visando otimizar o sistema, considerando-se os fatores restritivos. O planejamento agregado da produção definirá o grau de utilização dos recursos de produção e servirá de base para elaboração dos planejamentos de produção mais detalhados, que definirão como melhor utilizar os recursos disponibilizados num horizonte de planejamento mais curto e sob menores incertezas de mercado. Esta dissertação traz como aplicação prática a modelagem de um plano agregado de produção para uma agroindústria de grande porte e diversas plantas produtoras, no segmento de produtos suínos.

Implantação de planejamento estratégico e conseqüente sistema de medição em empresa têxtil : estudo de caso

Este trabalho apresenta a implantação do processo de Planejamento Estratégico e o conseqüente sistema de medição com sugestão de inclusão de novos indicadores críticos ao sucesso da gestão em Empresa da Indústria Têxtil. Primeiramente foi elaborado o Planejamento Estratégico da Empresa em questão, pois é indispensável à análise de competitividade das organizações bem como necessário à elaboração de seus Sistemas de Medidas de Desempenho, decorrentes das estratégias estabelecidas. Em seguida, foi revisto o Sistema de Medidas de Desempenho utilizado, que tem o objetivo de estimular as primeiras ações de ajuste do planejado com a situação real. Por último o Sistema de Medidas de Desempenho existente foi comparado ao proposto no Balanced Scorecard para a adoção de ações de ajuste do sistema atual, contemplando a introdução de novos indicadores. Ficaram evidentes os benefícios decorrentes do processo de Planejamento Estratégico com a definição de objetivos e a formulação de estratégias para alcançá-los, desdobradas em todos os níveis da organização – requerendo um Sistema adequado de Medidas de Desempenho para o monitoramento da implementação das ações resultantes.

Escalonamento de um Job Shop : análise de um algoritmo com regras heurísticas

O presente trabalho visa definir um modelo de alocação dos recursos da produção para centros de trabalho em sistemas baseados em job shop, usando a abordagem heurística para garantir uma boa alocação dos recursos. São levados em conta a complexidade de um ambiente de produção, seus aspectos temporais e os modelos de Job Shop Scheduling atualmente em uso. Com isso são examinados os aspectos conceituais deste ambiente e proposto um modelo de alocação de recursos para auxiliar no planejamento operacional do mesmo. Pode-se definir os recursos como todos os elementos necessários à execução das diversas atividades de um processo produtivo, tais como equipamentos, máquinas, mão-de-obra, etc. Por sua vez, os recursos são limitados por natureza, quanto à quantidade de unidades disponíveis, às suas funcionalidades e à capacidade produtiva. O processo de alocação dos recursos pressupõe a designação dos recursos mais satisfatórios para a execução de cada uma das atividades que fazem parte de um projeto. O modelo proposto é baseado no uso de heurísticas para resolver o escalonamento nos centros de trabalho, também chamados de células de produção, usando restrições e regras entre as ordens de fabricação (peças) e as máquinas, para encontrar uma solução satisfatória ao problema. O resultado final é uma ferramenta de apoio à decisão no processo de manufatura, permitindo a visualização do melhor escalonamento de produção, visando a redução do ciclo e setup de produção no processo, com base nas informações locais do ambiente fabril. O sistema está implementado numa empresa de componentes hidráulicos, inicialmente no centro de trabalho de corte, composto por quatro máquinas que realizam o corte de diversos tipos de matérias-primas.

Análise da eficiência relativa de departamentos acadêmicos : o caso da UFRGS

No mundo todo busca-se a melhoria da qualidade das universidades através de avaliações periódicas. Também no Brasil tem sido realizado um grande esforço para a avaliação de universidades, especialmente as públicas. A departamentalização, vigente desde 1968, teve como conseqüência a separação entre o sistema administrativo e o acadêmico, com diferentes instâncias decisórias, diminuindo a integração e a flexibilidade da universidade. Essa situação vai de encontro ao que a sociedade atual está demandando: uma universidade dinâmica, que acompanhe as tendências tecnológicas, com alto nível de qualidade. Nesse contexto é que surge o interesse pela avaliação de departamentos de uma universidade, para verificar se estes, funcionando de uma maneira distinta, apresentam desempenhos similares. Mais especificamente, procura-se, neste trabalho: (1) definir, qualitativamente, os fatores relevantes para uma avaliação quantitativa multicriterial de departamentos acadêmicos de uma universidade; (2) efetuar comparação objetiva, via modelagem matemática, do desempenho dos departamentos; (3) diferenciar departamentos quanto à sua eficiência relativa; e (4) identificar os fatores que fazem departamentos serem mais (ou menos) eficientes. Focaliza-se a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), de grande relevância no cenário nacional, com cursos de elevada qualidade, embora nem todos com o mesmo nível de excelência. O estudo emprega uma modelagem matemática, utilizando a técnica denominada Análise Envoltória de Dados (DEA, do inglês “Data Envelopment Analysis”). A aplicação da técnica aos departamentos da UFRGS oferece um mapeamento por eficiência relativa que, em vez de meramente criar uma escala ordinal (ranking), mostra o quanto um departamento é menos eficiente do que outro, em uma escala relacional, indicando, ainda, quais são os fatores que determinam eficiências distintas para os departamentos. Os resultados do estudo permitem: (1) destacar alguns pontos de ineficiência, que podem ser melhorados; (2) identificar características de departamentos mais eficientes, que possam ser repassadas aos menos eficientes, para que estes elevem seu desempenho; e (3) contribuir para a homogeneização da eficiência de todos os departamentos acadêmicos da UFRGS, com o intuito de aperfeiçoar a universidade como um todo.

Análise da satisfação dos funcionários com as melhorias ergonômicas implantadas na divisão de usinagem da John Deere Brasil

Esta dissertação consiste no estudo das condições de trabalho e proposta de melhorias da Divisão de Usinagem da empresa John Deere, unidade de Horizontina, RS. A Divisão é responsável pelo processamento de peças de aço e ferro fundido, componentes de plantadeiras, colheitadeiras e tratores. O trabalho, inicialmente concebido dentro do sistema taylorista-fordista de produção, envolve esforço fisico, principalmente estático, durante operações em diversas máquinas ferramentas (tomos, fresas, furadeiras etc). A partir de 2000, com a instalação do Comitê de Ergonomia (COERGO) da empresa e a utilização da abordagem participativa da Análise Macroergonômica de Trabalho (AMT), proposta por Guimarães (1999), foram identificadas, priorizadas e quantificadas, por meio de questionário não obrigatório, respondido por quase a totalidade da Divisão, as demandas ergonômicas para melhoria das condições de trabalho. Ao final de, aproximadamente, dois anos e meio, foram reavaliadas, por meio de um segundo questionário, as modificações feitas no ambiente (instalação de ventiladores; redução de aerodispersóides pela substituição de produtos químicos; redução de ruído e melhoria de iluminação), em postos de de trabalho (modificação do leiaute, instalação de dispositivos de manuseio e movimentação de carga; redesenho de bancadas e dos locais de armazenamento de materiais); e na organização do trabalho da Divisão (alargamento e enriquecimento do trabalho pela celularização do trabalho) De um modo geral, houve um aumento da satisfação dos funcionários com todas as modificações efetuadas, à exceção daquelas que sofreram apenas intervenção parcial (por exemplo, o sistema de ventilação). As melhorias repercutiram não só no aumento de satisfação, bem como, na postura dos trabalhadores com relação ao seu trabalho (pois se mostraram mais críticos e exigentes em função da participação no processo de melhorias) bem como redução de índices de sucata e retrabalho na Divisão, evidenciando que é possível atender as exigências impostas por um mercado competitivo e globalizado, sem que haja prejuízo dos fatores humanos envolvidos nesse processo de produção.

LAR : laboratório de automação residencial para análise comparativa entre Jini e UPnP

A Automação Residencial é uma área em crescimento no mercado mundial. À medida que os avanços tecnológicos são incorporados aos dispositivos pertencentes ao ambiente residencial, e que estes se tornam mais disseminados, surgem necessidades para fabricantes e usuários. Para os fabricantes, é desejável maior capacidade de conexão e intercâmbio de dados entre os dispositivos e, conseqüentemente, padronização. Para os usuários, é desejável maior facilidade na utilização dos dispositivos e, principalmente, na configuração dos mesmos em ambientes dinâmicos, de forma a não requerer interação do usuário para a conexão e desconexão, característica das redes espontâneas. Grandes empresas têm unido esforços no desenvolvimento de novos padrões e uma das tendências observadas é o isolamento destas novas necessidades numa camada entre a aplicação e o sistema operacional, denominada middleware. Este trabalho compara duas tecnologias que se enquadram nos critérios acima: Jini, da Sun Microsystems e Universal Plug and Play (UPnP), de um consórcio de empresas liderado pela Microsoft. O estudo é feito através do desenvolvimento de um protótipo, da definição de um conjunto de métricas qualitativas e quantitativas, e da implementação de um conjunto de workloads para a análise comparativa entre elas. Os resultados obtidos são apresentados e analisados, contribuindo com subsídios para os interessados em conhecer melhor ou optar por uma delas. Por fim, são registradas algumas necessidades observadas que poderão servir como base para trabalhos futuros.

Roubos e furtos no sistema de transporte coletivo por ônibus de Porto Alegre

Este trabalho apresenta uma síntese de informação sobre diversos conceitos relacionados com a violência no transporte público, especificamente no sistema de transporte coletivo por ônibus - STCO. Inclue-se um levantamento de estratégias para melhorar a segurança do usuário contra a violência. Estas estratégias foram selecionadas em função da viabilidade de implementação ao STCO da área de estudo da pesquisa, no caso, a zona urbana de Porto Alegre – Brasil. O estudo de caso consistiu em uma pesquisa de opinião sobre a avaliação das medidas propostas por parte dos usuários e as empresas do STCO - empresas operadoras e órgão gestor –. O ranking das prioridades para ambos os grupos e suas estratificações foi realizado através da utilização da Análise Hierárquica de Processos - AHP. Os resultados indicam que existem diferenças significativas nas prioridades dadas as diferentes medidas contra a violência quando comparados ambos os grupos -usuários e empresas.