Estimativa das condições de conforto térmico para avicultura de postura usando a teoria dos conjuntos Fuzzy

Neste trabalho, foi utilizada uma ferramenta matemática promissora na análise de sistemas e/ou processos, particularmente na área de produção animal. Essa ferramenta é a desenvolvida segundo a abordagem da teoria dos Conjuntos Fuzzy e, neste caso específico, permitiu a análise da composição das variáveis climáticas independentes, como temperatura de bulbo seco e umidade relativa do ar, que influenciam na variável dependente denominada conforto térmico das aves. Foi realizada a construção de regras baseadas na intuição humana, segundo o conhecimento de especialistas da área, a partir do que é possível simular cenários distintos para o suporte à decisão de construção de galpões para abrigo a animais. Neste trabalho, foi estimado o conforto térmico para alojamento de aves poedeiras em produção. Os resultados foram analisados, usando-se o ambiente de computação científica MATLAB 6.5, o que pode ser realizado iterativamente a cada cenário gerado. Com base nos resultados obtidos, pode-se analisar as condições de conforto para distintas composições das variáveis de entrada.

Uso da lógica fuzzy na caracterização do ambiente produtivo para matrizes gestantes

O objetivo desta pesquisa consistiu na avaliação do ambiente de alojamento, estimando as condições favoráveis ao melhor desempenho de matrizes gestantes. O experimento foi realizado no período compreendido entre 4-1 e 11-3-2005, em propriedade de produção industrial de suínos, localizada no município de Elias Fausto - SP. A pesquisa foi desenvolvida no setor de gestação, com 24 matrizes primíparas, 12 fêmeas alojadas em baias individuais (T1) e 12 em baias coletivas (T2). O trabalho foi dividido em duas etapas, em função da forma de avaliação dos dados: análise bioclimática e da qualidade do ar, e estimativa dos padrões de conforto térmico ambiental. As variáveis bioclimáticas T (ºC), UR (%), Tgn (ºC) e fisiológicas, taxa respiratória (mov min-1) e temperatura retal (ºC) apontam o sistema de confinamento em baias coletivas como o que possibilitou melhor condicionamento térmico natural às matrizes em gestação. O uso da teoria dos conjuntos fuzzy permitiu que se fizesse inferência entre os dados resultantes do trabalho experimental com os estabelecidos pela literatura, por intermédio de base de regras, para a determinação do conforto ambiental aplicado a matrizes na fase de gestação.

Sistema fuzzy para estimativa do bem-estar de matrizes pesadas

Entender o comportamento e suas pequenas variações decorrentes das mudanças do ambiente térmico e desenvolver modelos que simulem o bem-estar a partir de respostas das aves ao ambiente constituem o primeiro passo para a criação de um sistema de monitoramento digital de aves em galpões de produção. Neste trabalho, foi desenvolvido um sistema de suporte à decisão com base na teoria dos conjuntos fuzzy para a estimativa do bem-estar de matrizes pesadas em função de frequências e duração dos comportamentos expressos pelas aves. O desenvolvimento do sistema passou por cinco etapas distintas: 1) organização dos dados experimentais; 2) apresentação dos vídeos em entrevista com "especialista"; 3) criação das funções de pertinência com base nas entrevistas e na revisão da literatura; 4) simulação de frequências de ocorrências e tempos médios de expressão dos comportamentos classificados como indicadores de bem-estar utilizando equações de regressão obtidas na literatura, e 5) construção das regras, simulação e validação do sistema. O sistema fuzzy desenvolvido estimou satisfatoriamente o bem-estar de matrizes pesadas, tendo na sua última versão, com maior número de regras, acertado 77,8% dos dados experimentais, comparados com as respostas esperadas por um especialista. O sistema pode ser utilizado como instrumento matemático-computacional para apoiar decisões em galpões de produção de matrizes pesadas.

Índice fuzzy de conforto térmico para frangos de corte

A estimativa de conforto térmico na avicultura moderna é importante para que sistemas de climatização possam ser acionados no tempo correto, diminuindo perdas e aumentando rendimentos. Embora a literatura corrente apresente alguns índices de conforto térmico, que são aplicados para essa estimativa, estes são baseados apenas em condições do ambiente térmico e não consideram fatores importantes inerentes aos animais, tais como genética e capacidade de aclimatação, provendo, geralmente, uma estimativa inadequada do conforto térmico das aves. Este trabalho desenvolveu o Índice Fuzzy de Conforto Térmico (IFCT), com o intuito de estimar o conforto térmico de frangos de corte, considerando que o mecanismo usado pelas aves para perda de calor em ambientes fora da zona termoneutra é a vasodilatação periférica, que aumenta a temperatura superficial, e que pode ser usada como indicador do estado de conforto. O IFCT foi desenvolvido a partir de dois experimentos, que proporcionaram 108 cenários ambientais diferentes. Foram usadas imagens termográficas infravermelhas, para o registro dos dados de temperaturas superficiais das penas e da pele, e o grau de empenamento das aves. Para os mesmos cenários de ambiente térmico observados nos experimentos, foram comparados os resultados obtidos usando o IFCT e o Índice de Temperatura e Umidade (ITU). Os resultados validaram o IFCT para a estimativa do conforto térmico de frangos de corte, sendo específico na estimativa de condições de perigo térmico, usual em alojamentos em países de clima tropical. Essa característica é desejável em modelos que estimem o bem-estar térmico de frangos de corte, pois situações classificadas como perigo acarretam no dispêndio de recursos para evitar perdas produtivas.

Procedimento fuzzy aplicado à avaliação da insalubridade em atividades agrícolas

Diante do alto grau de mecanização a que as atividades agrícolas estão sendo submetidas, objetivou-se, com esta pesquisa, desenvolver um modelo fuzzy capaz de avaliar e classificar o nível de insalubridade em diversos ambientes de trabalho. O modelo desenvolvido tem como variáveis de entrada: o índice de bulbo úmido e temperatura de globo (IBUTG, °C), o nível de ruído (dBA), a taxa de metabolismo (W m-2) e o tempo de descanso (%) e, como variável de saída, o índice de bem-estar humano (IBEH). O método de inferência utilizado foi o de Mandani e, na defuzificacão, utilizou-se o método do centro de gravidade. O sistema de regras foi desenvolvido com base nas combinações das variáveis de entrada. Foram definidas 400 regras com pesos iguais a 1, sendo que, na elaboração das regras, um especialista da área foi consultado. Foram utilizados dados de campo visando a testar o sistema desenvolvido, e os resultados mostraram que a modelagem proposta é uma ferramenta promissora na determinação do IBEH, apresentando tempo de descanso ideal variando de 64,2% (motosserra, próximo ao ouvido do operador) até 25% (derriçadora, 20 m de distância do operador), sendo que, diante de um cenário predefinido do ambiente térmico e acústico, foi possível determinar o grau de bem-estar humano e o tempo de descanso ideal para cada equipamento avaliado.

Sistema fuzzy para predição do desempenho produtivo de frangos de corte de 1 a 21 dias de idade

Um sistema de inferência fuzzy foi desenvolvido baseado em dados da literatura para predição do consumo de ração, ganho de peso e conversão alimentar de frangos de corte com idade variando de 1 a 21, dias submetidos a diferentes condições térmicas. O sistema fuzzy foi estruturado com base em três variáveis de entrada: idade das aves (semanas), temperatura (°C) e umidade relativa (%) ambientes, sendo que as variáveis de saída consideradas foram: ganho de peso, consumo de ração e conversão alimentar. A inferência foi realizada por meio do método de Mamdani, que consistiu na elaboração de 45 regras e a defuzzificação por meio do método do Centro de Gravidade. Com base nos resultados, ao se compararem os dados da literatura com os obtidos pelo sistema fuzzy proposto, verificou-se desempenho satisfatório na predição das variáveis respostas, com R² da ordem de 0,995; 0,998 e 0,976, respectivamente. O ganho de peso predito pela lógica fuzzy foi validado com dados experimentais de campo, no qual se obteve R² = 0,975, apresentando grande potencial de uso em sistemas de climatização automatizado.

Prediction of free-stall occupancy rate in dairycattle barns through fuzzy sets

The goal of this study was to develop a fuzzy model to predict the occupancy rate of free-stalls facilities of dairy cattle, aiding to optimize the design of projects. The following input variables were defined for the development of the fuzzy system: dry bulb temperature (Tdb, °C), wet bulb temperature (Twb, °C) and black globe temperature (Tbg, °C). Based on the input variables, the fuzzy system predicts the occupancy rate (OR, %) of dairy cattle in free-stall barns. For the model validation, data collecting were conducted on the facilities of the Intensive System of Milk Production (SIPL), in the Dairy Cattle National Research Center (CNPGL) of Embrapa. The OR values, estimated by the fuzzy system, presented values of average standard deviation of 3.93%, indicating low rate of errors in the simulation. Simulated and measured results were statistically equal (P>0.05, t Test). After validating the proposed model, the average percentage of correct answers for the simulated data was 89.7%. Therefore, the fuzzy system developed for the occupancy rate prediction of free-stalls facilities for dairy cattle allowed a realistic prediction of stalls occupancy rate, allowing the planning and design of free-stall barns.

Fuzzy rule-based system for evaluation of uncertainty transaction in cassava chain

A fuzzy ruled-based system was developed in this study and resulted in an index indicating the level of uncertainty related to commercial transactions between cassava growers and their dealers. The fuzzy system was developed based on Transaction Cost Economics approach. The fuzzy system was developed from input variables regarding information sharing between grower and dealer on “Demand/purchase Forecasting”, “Production Forecasting” and “Production Innovation”. The output variable is the level of uncertainty regarding the transaction between seller and buyer agent, which may serve as a system for detecting inefficiencies. Evidences from 27 cassava growers registered in the Regional Development Offices of Tupa and Assis, São Paulo, Brazil, and 48 of their dealers supported the development of the system. The mathematical model indicated that 55% of the growers present a Very High level of uncertainty, 33% present Medium or High. The others present Low or Very Low level of uncertainty. From the model, simulations of external interferences can be implemented in order to improve the degree of uncertainty and, thus, lower transaction costs.

Management zones using fuzzy clustering based on spatial-temporal variability of soil and corn yield

Clustering soil and crop data can be used as a basis for the definition of management zones because the data are grouped into clusters based on the similar interaction of these variables. Therefore, the objective of this study was to identify management zones using fuzzy c-means clustering analysis based on the spatial and temporal variability of soil attributes and corn yield. The study site (18 by 250-m in size) was located in Jaboticabal, São Paulo/Brazil. Corn yield was measured in one hundred 4.5 by 10-m cells along four parallel transects (25 observations per transect) over five growing seasons between 2001 and 2010. Soil chemical and physical attributes were measured. SAS procedure MIXED was used to identify which variable(s) most influenced the spatial variability of corn yield over the five study years. Basis saturation (BS) was the variable that better related to corn yield, thus, semivariograms models were fitted for BS and corn yield and then, data values were krigged. Management Zone Analyst software was used to carry out the fuzzy c-means clustering algorithm. The optimum number of management zones can change over time, as well as the degree of agreement between the BS and corn yield management zone maps. Thus, it is very important take into account the temporal variability of crop yield and soil attributes to delineate management zones accurately.

Fuzzy modeling of broiler performance, raised from 1 to 21 days, subject to heat stress

ABSTRACT Given the need to obtain systems to better control broiler production environment, we performed an experiment with broilers from 1 to 21 days, which were submitted to different intensities and air temperature durations in conditioned wind tunnels and the results were used for validation of afuzzy model. The model was developed using as input variables: duration of heat stress (days), dry bulb air temperature (°C) and as output variable: feed intake (g) weight gain (g) and feed conversion (g.g-1). The inference method used was Mamdani, 20 rules have been prepared and the defuzzification technique used was the Center of Gravity. A satisfactory efficiency in determining productive responses is evidenced in the results obtained in the model simulation, when compared with the experimental data, where R2 values ​​calculated for feed intake, weight gain and feed conversion were 0.998, 0.981 and 0.980, respectively.

Pressure compensating microsprinklers using microtube as a flow controller

ABSTRACT Microsprinkler non-pressure compensating nozzles usually show water flow variation along the lateral line. This study aimed at adapting microtubes into non-compensating system of microsprinklers previous installed in the field, as a self-compensated nozzle, to improve the flow uniformity along the lateral line. Microtubes were adapted to three types of commercial microsprinklers. Tests were conducted, both in the laboratory and in field, to evaluate the microsprinkler performance at four different flows (40, 50, 60 and 70 L h-1) under pressure head range from 75 to 245 kPa. Nozzles presented coefficient of flow-rate variation (CVq) lower than 5.5% and distribution uniformity (DU) greater than 95%, which are classified as excellent. The original spatial water distribution of the microsprinkler did not change by using microtube as a nozzle. This device adapted to non-pressure compensating microsprinklers are functional and operate effectively with flows ranging up to 70 L h-1. Small variations at microsprinkler flows along the lateral line can occur, however, at random manner, which is common for pressure-compensating nozzles. Therefore, the microtube technique is able to control pressure variation in microsprinklers.

SOFTWARE TO ASSESS BEEF CATTLE BODY MASS THROUGH THE FUZZY BODY MASS INDEX

ABSTRACT The Body Mass Index (BMI) can be used by farmers to help determine the time of evaluation of the body mass gain of the animal. However, the calculation of this index does not reveal immediately whether the animal is ready for slaughter or if it needs special care fattening. The aim of this study was to develop a software using the Fuzzy Logic to compare the bovine body mass among themselves and identify the groups for slaughter and those that requires more intensive feeding, using "mass" and "height" variables, and the output Fuzzy BMI. For the development of the software, it was used a fuzzy system with applications in a herd of 147 Nellore cows, located in a city of Santa Rita do Pardo city – Mato Grosso do Sul (MS) state, in Brazil, and a database generated by Matlab software.

A modified contour error controller for a high speed XY table

This article deals with a contour error controller (CEC) applied in a high speed biaxial table. It works simultaneously with the table axes controllers, helping them. In the early stages of the investigation, it was observed that its main problem is imprecision when tracking non-linear contours at high speeds. The objectives of this work are to show that this problem is caused by the lack of exactness of the contour error mathematical model and to propose modifications in it. An additional term is included, resulting in a more accurate value of the contour error, enabling the use of this type of motion controller at higher feedrate. The response results from simulated and experimental tests are compared with those of common PID and non-corrected CEC in order to analyse the effectiveness of this controller over the system. The main conclusions are that the proposed contour error mathematical model is simple, accurate, almost insensible to the feedrate and that a 20:1 reduction of the integral absolute contour error is possible.

Speed Control of an Autonomous Mobile Robot: Comparison between a PID Control and a Control Using Fuzzy Logic

An Autonomous Mobile Robot battery driven, with two traction wheels and a steering wheel is being developed. This Robot central control is regulated by an IPC, which controls every function of security, steering, positioning localization and driving. Each traction wheel is operated by a DC motor with independent control system. This system is made up of a chopper, an encoder and a microcomputer. The IPC transmits the velocity values and acceleration ramp references to the PIC microcontrollers. As each traction wheel control is independent, it's possible to obtain different speed values for each wheel. This process facilities the direction and drive changes. Two different strategies for speed velocity control were implemented; one works with PID, and the other with fuzzy logic. There were no changes in circuits and feedback control, except for the PIC microcontroller software. Comparing the two different speed control strategies the results were equivalent. However, in relation to the development and implementation of these strategies, the difficulties were bigger to implement the PID control.

Influence of duty factor on the die-sinking Electrical Discharge Machining of high-strength aluminum alloy under rough machining

The use of high-strength aluminium alloys as material for injection molding tools to produce small and medium batches of plastic products as well as prototyping molds is becoming of increasing demand by the tooling industry. These alloys are replacing the traditional use of steel in the cases above because they offer many advantages such as very high thermal conductivity associated with good corrosion and wear resistance presenting good machinability in milling and electrical discharge machining operations. Unfortunately there is little technological knowledge on the Electrical Discharge Machining (EDM) of high-strength aluminium alloys, especially about the AMP 8000 alloy. The duty factor, which means the ratio between pulse duration and pulse cycle time exerts an important role on the performance of EDM. This work has carried out an experimental study on the variation of the duty factor in order to analyze its influence on material removal rate and volumetric relative wear under roughing conditions of EDM process. The results showed that high values of duty factor are possible to be applied without bringing instability into the EDM process and with improvement of material removal rate and volumetric relative wear.