Aplicação do multi-layer stream mapping para a gestão da eficiência de recursos e produtividade de um sistema de produção

Mestrado em Engenharia Mecânica – Especialização Gestão Industrial

Híper-heurísticas com aprendizagem

A otimização nos sistemas de suporte à decisão atuais assume um carácter fortemente interdisciplinar relacionando-se com a necessidade de integração de diferentes técnicas e paradigmas na resolução de problemas reais complexos, sendo que a computação de soluções ótimas em muitos destes problemas é intratável. Os métodos de pesquisa heurística são conhecidos por permitir obter bons resultados num intervalo temporal aceitável. Muitas vezes, necessitam que a parametrização seja ajustada de forma a permitir obter bons resultados. Neste sentido, as estratégias de aprendizagem podem incrementar o desempenho de um sistema, dotando-o com a capacidade de aprendizagem, por exemplo, qual a técnica de otimização mais adequada para a resolução de uma classe particular de problemas, ou qual a parametrização mais adequada de um dado algoritmo num determinado cenário. Alguns dos métodos de otimização mais usados para a resolução de problemas do mundo real resultaram da adaptação de ideias de várias áreas de investigação, principalmente com inspiração na natureza - Meta-heurísticas. O processo de seleção de uma Meta-heurística para a resolução de um dado problema é em si um problema de otimização. As Híper-heurísticas surgem neste contexto como metodologias eficientes para selecionar ou gerar heurísticas (ou Meta-heurísticas) na resolução de problemas de otimização NP-difícil. Nesta dissertação pretende-se dar uma contribuição para o problema de seleção de Metaheurísticas respetiva parametrização. Neste sentido é descrita a especificação de uma Híperheurística para a seleção de técnicas baseadas na natureza, na resolução do problema de escalonamento de tarefas em sistemas de fabrico, com base em experiência anterior. O módulo de Híper-heurística desenvolvido utiliza um algoritmo de aprendizagem por reforço (QLearning), que permite dotar o sistema da capacidade de seleção automática da Metaheurística a usar no processo de otimização, assim como a respetiva parametrização. Finalmente, procede-se à realização de testes computacionais para avaliar a influência da Híper- Heurística no desempenho do sistema de escalonamento AutoDynAgents. Como conclusão genérica, é possível afirmar que, dos resultados obtidos é possível concluir existir vantagem significativa no desempenho do sistema quando introduzida a Híper-heurística baseada em QLearning.

Desenvolvimento de apoio à decisão operacional – previsão de curto prazo de geração distribuída de tecnologia eólica ligada à RND

No contexto da penetração de energias renováveis no sistema elétrico, Portugal ocupa uma posição de destaque a nível mundial, muito devido à produção de eólica. Com um sistema elétrico com forte presença de fontes de energia renováveis, novos desafios surgem, nomeadamente no caso da energia eólica pela sua imprevisibilidade e volatilidade. O recurso eólico embora seja ilimitado não é armazenável, surgindo assim a necessidade da procura de modelos de previsão de produção de energia elétrica dos parques eólicos de modo a permitir uma boa gestão do sistema. Nesta dissertação apresentam-se as contribuições resultantes de um trabalho de pesquisa e investigação sobre modelos de previsão da potência elétrica com base em valores de previsões meteorológicas, nomeadamente, valores previstos da intensidade e direção do vento. Consideraram-se dois tipos de modelos: paramétricos e não paramétricos. Os primeiros são funções polinomiais de vários graus e a função sigmoide, os segundos são redes neuronais artificiais. Para a estimação dos modelos e respetiva validação, são usados dados recolhidos ao longo de dois anos e três meses no parque eólico do Pico Alto de potência instalada de 6 MW. De forma a otimizar os resultados da previsão, consideram-se diferentes classes de perfis de produção, definidas com base em quatro e oito direções do vento, e ajustam-se os modelos propostos em cada uma das classes. São apresentados e discutidos resultados de uma análise comparativa do desempenho dos diferentes modelos propostos para a previsão da potência.

Application-Specific Modified Particle Swarm Optimization for energy resource scheduling considering vehicle-to-grid

This paper presents a modified Particle Swarm Optimization (PSO) methodology to solve the problem of energy resources management with high penetration of distributed generation and Electric Vehicles (EVs) with gridable capability (V2G). The objective of the day-ahead scheduling problem in this work is to minimize operation costs, namely energy costs, regarding the management of these resources in the smart grid context. The modifications applied to the PSO aimed to improve its adequacy to solve the mentioned problem. The proposed Application Specific Modified Particle Swarm Optimization (ASMPSO) includes an intelligent mechanism to adjust velocity limits during the search process, as well as self-parameterization of PSO parameters making it more user-independent. It presents better robustness and convergence characteristics compared with the tested PSO variants as well as better constraint handling. This enables its use for addressing real world large-scale problems in much shorter times than the deterministic methods, providing system operators with adequate decision support and achieving efficient resource scheduling, even when a significant number of alternative scenarios should be considered. The paper includes two realistic case studies with different penetration of gridable vehicles (1000 and 2000). The proposed methodology is about 2600 times faster than Mixed-Integer Non-Linear Programming (MINLP) reference technique, reducing the time required from 25 h to 36 s for the scenario with 2000 vehicles, with about one percent of difference in the objective function cost value.

Immune responses induced by a Leishmania (Leishmania) amazonensis recombinant antigen in mice and lymphocytes from vaccinated subjects

In the search for Leishmania recombinant antigens that can be used as a vaccine against American Cutaneous Leishmaniasis, we identified a Leishmania (Leishmania) amazonensis recombinant protein of 33 kD (Larp33) which is recognized by antibodies and peripheral blood leukocytes (PBL) from subjects vaccinated with Leishvacin ®, Larp33 was expressed in Escherichia coli after cloning of a 2,2 kb Sau3A digested genomic fragment of L. (L.) amazonensis into the pDS56-6 His vector. Immunoblotting analysis indicated that Larp33 corresponds to an approximately 40-kD native protein expressed in promastigotes of L.(L.) amazonensis and L. (Viannia) braziliensis. Northern blots of total RNA also demonstrated that the gene coding for this protein is expressed in promastigotes of the major lineages of Leishmania causing American Cutaneous Leishmaniasis. Larp33 induced partial protection in susceptible mouse strains (BALB/c and C57BL/10) against L. (L.) amazonensis after vaccination using Bacille Calmette-Guerin (BCG) as adjuvant. In vitro stimulation of splenocytes from BALB/c protected mice with Larp33 elicited the secretion of IL-2 and IFN-g, suggesting that a Th1 cell-mediated protective response is associated with the resistance observed in these mice. As revealed by its immunogenic and antigenic properties, this novel recombinant antigen is a suitable candidate to compose a vaccine against cutaneous leishmaniasis

A influência do modelo pedagógico em variáveis psicológicas de estudantes do 1º ano da ESTSP-IPP

Introdução – A adaptação ao ensino superior reveste-se de experiências académicas que podem constituir fonte de stress para os estudantes. A implementação de novos modelos pedagógicos, no âmbito do processo de Bolonha, introduz novas variáveis cujo impacto, designadamente em termos de saúde, importa conhecer. Este estudo tem como objetivo analisar as associações entre modelo pedagógico (Problem Based Learning – PBL vs. modelos próximos do tradicional) e variáveis psicológicas (coping, desregulação emocional, sintomas psicossomáticos, perceção de stress e afeto). Metodologia – O estudo tem um design transversal. Foram usados os seguintes questionários online: Brief-COPE, Escala de Dificuldades de Regulação Emocional, Questionário de Manifestações Físicas de Mal-Estar, Escala de Stress Percebido e Escala de Afeto Positivo e Negativo. A amostra é constituída por 183 estudantes do primeiro ano (84% do género feminino) de cursos da Escola Superior de Tecnologia da Saúde do Porto – Instituto Politécnico do Porto (ESTSP-IPP). Resultados – Foram encontradas correlações significativas entre as variáveis demográficas e psicológicas. Considerando diferentes modelos pedagógicos, foram encontradas diferenças significativas nas variáveis psicológicas. Os principais preditores de stress na amostra foram: ser mulher, frequentar uma licenciatura no modelo PBL, ter maiores índices de desregulação emocional, apresentar mais sintomas psicossomáticos, menos afeto positivo e mais afeto negativo. Conclusão – As diferenças encontradas entre modelos pedagógicos são discutidas, possibilitando a reflexão sobre as implicações práticas e sugestões para futuras investigações.

Economic analysis in health care regulation : three essays

ABSTRACT - It is the purpose of the present thesis to emphasize, through a series of examples, the need and value of appropriate pre-analysis of the impact of health care regulation. Specifically, the thesis presents three papers on the theme of regulation in different aspects of health care provision and financing. The first two consist of economic analyses of the impact of health care regulation and the third comprises the creation of an instrument for supporting economic analysis of health care regulation, namely in the field of evaluation of health care programs. The first paper develops a model of health plan competition and pricing in order to understand the dynamics of health plan entry and exit in the presence of switching costs and alternative health premium payment systems. We build an explicit model of death spirals, in which profitmaximizing competing health plans find it optimal to adopt a pattern of increasing relative prices culminating in health plan exit. We find the steady-state numerical solution for the price sequence and the plan’s optimal length of life through simulation and do some comparative statics. This allows us to show that using risk adjusted premiums and imposing price floors are effective at reducing death spirals and switching costs, while having employees pay a fixed share of the premium enhances death spirals and increases switching costs. Price regulation of pharmaceuticals is one of the cost control measures adopted by the Portuguese government, as in many European countries. When such regulation decreases the products’ real price over time, it may create an incentive for product turnover. Using panel data for the period of 1997 through 2003 on drug packages sold in Portuguese pharmacies, the second paper addresses the question of whether price control policies create an incentive for product withdrawal. Our work builds the product survival literature by accounting for unobservable product characteristics and heterogeneity among consumers when constructing quality, price control and competition indexes. These indexes are then used as covariates in a Cox proportional hazard model. We find that, indeed, price control measures increase the probability of exit, and that such effect is not verified in OTC market where no such price regulation measures exist. We also find quality to have a significant positive impact on product survival. In the third paper, we develop a microsimulation discrete events model (MSDEM) for costeffectiveness analysis of Human Immunodeficiency Virus treatment, simulating individual paths from antiretroviral therapy (ART) initiation to death. Four driving forces determine the course of events: CD4+ cell count, viral load resistance and adherence. A novel feature of the model with respect to the previous MSDEMs is that distributions of time to event depend on individuals’ characteristics and past history. Time to event was modeled using parametric survival analysis. Events modeled include: viral suppression, regimen switch due virological failure, regimen switch due to other reasons, resistance development, hospitalization, AIDS events, and death. Disease progression is structured according to therapy lines and the model is parameterized with cohort Portuguese observational data. An application of the model is presented comparing the cost-effectiveness ART initiation with two nucleoside analogue reverse transcriptase inhibitors (NRTI) plus one non-nucleoside reverse transcriptase inhibitor(NNRTI) to two NRTI plus boosted protease inhibitor (PI/r) in HIV- 1 infected individuals. We find 2NRTI+NNRTI to be a dominant strategy. Results predicted by the model reproduce those of the data used for parameterization and are in line with those published in the literature.

Spectrum sensing through software defined radio

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

The World Health Organization Multi-Professional Patient Safety Curriculum : implementation of key modules and its impact on patient safety knowledge, skills, and attitudes of medical students at the University of Algarve

ABSTRACT - Objectives: We attempted to show how the implementation of the key elements of the World Health Organization Patient Safety Curriculum Guide Multi-professional Edition in an undergraduate curriculum affected the knowledge, skills, and attitudes towards patient safety in a graduate entry Portuguese Medical School. Methods: After receiving formal recognition by the WHO as a Complementary Test Site and approval of the organizational ethics committee , the validated pre-course questionnaires measuring the knowledge, skills, and attitudes to patient safety were administered to the 2nd and3rd year students pursuing a four-year course (N = 46). The key modules of the curriculum were implemented over the academic year by employing a variety of learning strategies including expert lecturers, small group problem-based teaching sessions, and Simulation Laboratory sessions. The identical questionnaires were then administered and the impact was measured. The Curriculum Guide was evaluated as a health education tool in this context. Results: A significant number of the respondents, 47 % (n = 22), reported having received some form of prior patient safety training. The effect on Patient Safety Knowledge was assessed by using the percentage of correct pre- and post-course answers to construct 2 × 2 contingency tables and by applying Fishers’ test (two-tailed). No significant differences were detected (p < 0.05). To assess the effect of the intervention on Patient Safety skills and attitudes, the mean and standard deviation were calculated for the pre and post-course responses, and independent samples were subjected to Mann-Whitney’s test. The attitudinal survey indicated a very high baseline incidence of desirable attitudes and skills toward patient safety. Significant changes were detected (p < 0.05) regarding what should happen if an error is made (p = 0.016), the role of healthcare organizations in error reporting (p = 0.006), and the extent of medical error (p = 0.005). Conclusions: The implementation of selected modules of the WHO Patient Safety Curriculum was associated with a number of positive changes regarding patient safety skills and attitudes, with a baseline incidence of highly desirable patient safety attitudes, but no measureable change on the patient safety knowledge, at the University of Algarve Medical School. The significance of these results is discussed along with implications and suggestions for future research.

"Virar a Sala de Aula”: centrar a aprendizagem no aluno recorrendo a ferramentas cognitivas

Relatório de projeto de mestrado em Ensino de Informática

A aprendizagem baseada na resolução de problemas na aprendizagem da Geologia: uma intervenção centrada no tópico "Ocupação antrópica e problemas de ordenamento"

Dissertação de mestrado em Ensino de Biologia e Geologia no 3º Ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário

Caso de demonstração de uma framework para automatização do teste de APIs de aplicações SaaS

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia e Gestão de Sistemas de Informação

O currículo da formação em engenharia no âmbito do processo de bolonha: desenvolvimento de competências e perfil profissional na perspetiva dos docentes, dos estudantes e dos profissionais

Tese de Doutoramento em Ciências da Educação (área de especilização em Desenvolvimento Curricular).

Entorno de desarrollo para clusters

El presente trabajo expone los entornos de desarrollo de aplicaciones paralelas en sistemas distribuidos. Se ha dedicado especial atención a los entornos gráficos, como plataforma de acceso al cluster. Dada la cantidad de alternativas a seleccionar en este tipo de entornos, como puede ser la parametrización de las aplicaciones, especificación de la arquitectura a utilizar de los nodos, caracterización de la carga, políticas de planificación, etc, hace que este trabajo pueda servir de punto inicial de partida a usuarios que deseen iniciarse en este tipo de entornos.

Fast numerical algorithms for the computation of invariant tori in Hamiltonian systems

In this paper, we develop numerical algorithms that use small requirements of storage and operations for the computation of invariant tori in Hamiltonian systems (exact symplectic maps and Hamiltonian vector fields). The algorithms are based on the parameterization method and follow closely the proof of the KAM theorem given in [LGJV05] and [FLS07]. They essentially consist in solving a functional equation satisfied by the invariant tori by using a Newton method. Using some geometric identities, it is possible to perform a Newton step using little storage and few operations. In this paper we focus on the numerical issues of the algorithms (speed, storage and stability) and we refer to the mentioned papers for the rigorous results. We show how to compute efficiently both maximal invariant tori and whiskered tori, together with the associated invariant stable and unstable manifolds of whiskered tori. Moreover, we present fast algorithms for the iteration of the quasi-periodic cocycles and the computation of the invariant bundles, which is a preliminary step for the computation of invariant whiskered tori. Since quasi-periodic cocycles appear in other contexts, this section may be of independent interest. The numerical methods presented here allow to compute in a unified way primary and secondary invariant KAM tori. Secondary tori are invariant tori which can be contracted to a periodic orbit. We present some preliminary results that ensure that the methods are indeed implementable and fast. We postpone to a future paper optimized implementations and results on the breakdown of invariant tori.