Hardware Reconfigurável para Controladores Nebulosos.

Controle de processos é uma das muitas aplicações que aproveitam as vantagens do uso da teoria de conjuntos nebulosos. Nesse tipo de aplicação, o controlador é, geralmente, embutido no dispositivo controlado. Esta dissertação propõe uma arquitetura reconfigurável eficiente para controladores nebulosos embutidos. A arquitetura é parametrizável, de tal forma, que permite a configuração do controlador para que este possa ser usado na implementação de qualquer aplicação ou modelo nebuloso. Os parâmetros de configuração são: o número de variáveis de entrada (N); o número de variáveis de saída (M); o número de termos linguísticos (Q); e o número total de regras (P). A arquitetura proposta proporciona também a configuração das características que definem as regras e as funções de pertinência de cada variável de entrada e saída, permitindo a escalabilidade do projeto. A composição das premissas e consequentes das regras são configuráveis, de acordo com o controlador nebuloso objetivado. A arquitetura suporta funções de pertinência triangulares, mas pode ser estendida para aceitar outras formas, do tipo trapezoidal, sem grandes modificações. As características das funções de pertinência de cada termo linguístico, podem ser ajustadas de acordo com a definição do controlador nebuloso, permitindo o uso de triângulos. Virtualmente, não há limites máximos do número de regras ou de termos linguísticos empregados no modelo, bem como no número de variáveis de entrada e de saída. A macro-arquitetura do controlador proposto é composta por N blocos de fuzzificação, 1 bloco de inferência, M blocos de defuzzificação e N blocos referentes às características das funções de pertinência. Este último opera apenas durante a configuração do controlador. A função dos blocos de fuzzificação das variáveis de entrada é executada em paralelo, assim como, os cálculos realizados pelos blocos de defuzzificação das variáveis de saída. A paralelização das unidades de fuzzificação e defuzzificação permite acelerar o processo de obtenção da resposta final do controlador. Foram realizadas várias simulações para verificar o correto funcionamento do controlador, especificado em VHDL. Em um segundo momento, para avaliar o desempenho da arquitetura, o controlador foi sintetizado em FPGA e testado em seis aplicações para verificar sua reconfigurabilidade e escalabilidade. Os resultados obtidos foram comparados com os do MATLAB em cada aplicação implementada, para comprovar precisão do controlador.

Implementação Eletrônica de Sistemas Fuzzy.

Este trabalho investiga a implementação de sistemas fuzzy com circuitos eletrônicos. Tais sistemas têm demonstrado sua capacidade de resolver diversos tipos de problemas em várias aplicações de engenharia, em especial nas relacionadas com controle de processos. Para processos mais complexos, o raciocínio aproximado da lógica fuzzy fornece uma maneira de compreender o comportamento do sistema, permitindo a interpolação aproximada entre situações observadas de entrada e saída. A implementação de um sistema fuzzy pode ser baseada em hardware, em software ou em ambos. Tipicamente, as implementações em software utilizam ambientes de programação integrados com simulação, de modo a facilitar o trabalho do projetista. As implementações em hardware, tradicionais ou evolutivas, podem ser analógicas ou digitais e viabilizam sistemas de maior desempenho. Este trabalho tem por objetivo pesquisar a implementação eletrônica de sistemas fuzzy, a fim de viabilizar a criação de sistemas reais capazes de realizar o mapeamento de entrada e saída adequado. O foco é a utilização de uma plataforma com uma arquitetura analógico-digital baseada em uma tabela de mapeamento armazenada em uma memória de alta capacidade. Memórias do tipo SD (Secure Digital) foram estudadas e utilizadas na construção do protótipo eletrônico da plataforma. Também foram desenvolvidos estudos sobre a quantização, especificamente sobre a possibilidade de redução do número de bits. Com a implementação realizada é possível desenvolver um sistema fuzzy num ambiente simulado (Matlab), configurar a plataforma e executar o sistema fuzzy diretamente na plataforma eletrônica. Os testes com o protótipo construído comprovaram seu bom funcionamento.

Gestão de resíduos químicos em laboratório universitário. Estudo de caso: Laboratório de Engenharia Sanitária, Faculdade de Engenharia UERJ.

Ao longo da história do homem, as universidades têm exercido um papel fundamental na geração de conhecimentos e tecnologias com o fim maior de melhorar a qualidade de vida de nossa sociedade. Em contrapartida, além de produzir os benefícios oriundos da aplicação dos conhecimentos e tecnologias, as pesquisas científicas produzem também diversos tipos de resíduos potencialmente poluidores e tóxicos os quais não estão sendo descartados e tratados corretamente. A falta de políticas institucionais de gerenciamento de resíduos nas universidades além de proporcionar a poluição dos corpos receptores de seus efluentes, a deterioração das tubulações coletoras de esgoto e, danos a eficiência das estações de tratamento de esgoto, também contribui para a geração de um passivo ambiental nas universidades, os quais são acumulados anualmente à espera de tratamento adequado em precárias condições de armazenamento. Dentro deste cenário, o presente estudo visa caracterizar e avaliar o gerenciamento dos resíduos químicos do Laboratório de Engenharia Sanitária (LES) da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). Quanto aos meios, foram realizadas pesquisas bibliográficas, eletrônicas e documentais, assim como entrevistas com os principais atores do gerenciamento dos resíduos no laboratório foco deste estudo. O estudo revela que o gerenciamento dos resíduos gerados em tal laboratório é realizado de maneira incipiente. As metodologias utilizadas em todas as etapas do gerenciamento, desde a geração dos resíduos até a destinação final dos mesmos carecem de melhorias para também a melhora da qualidade ambiental das atividades de pesquisa e de ensino do laboratório. Além da inexistência de normas internas para a padronização e controle do processo de gerenciamento, o laboratório também carece de estrutura física e financeira para a adequação do processo. A partir do diagnóstico deste cenário, foi possível o reconhecimento de riscos relacionados às características dos reagentes químicos somados as condicionantes ambientais do laboratório, mais especificamente, às condicionantes presentes no local do armazenamento dos resíduos. Tais riscos possuem a natureza de riscos químicos, físicos, toxicidade e riscos de explosão. Ainda na caracterização deste cenário, foi possível o reconhecimento do não cumprimento de legislações pertinentes ao tema. Conclui-se que, de maneira geral, as universidades carecem de investimentos na temática de gestão ambiental nas políticas institucionais e dia-a-dia das universidades. O laboratório em questão também não foge a esta realidade e, por tal razão, também carece de investimentos financeiros, investimentos em treinamento e investimentos na estruturas físicas para todos estes darem suporte a implantação de um gerenciamento de resíduos eficiente e consistente.

Validação dos processos envolvidos na obtenção do polissacarídeo capsular de Haemophilus influenzae tipo b conjugado com toxóide tetânico utilizado para produção de vacina

Haemophilus influenzae tipo b (Hib) é a principal causa de pneumonia bacteriana e meningite em crianças com menos de 5 anos de idade. A doença pode ser prevenida através da vacinação com uma vacina conjugada polissacarídeo-proteína, uma vez que a vacina de polissacarídeo não é eficaz. Desde 1999, o Ministério da Saúde incluiu a vacina conjugada Hib na rotina do calendário de imunização para crianças rotineiramente. Sendo este um processo de grande importância para as pessoas e demanda de produção significativa para o governo brasileiro, é necessário que os processos estejam de acordo com as normas nacionais e internacionais de regulamentação e devem ser validados. Uma operação validada assegura a produção de lotes uniformes que atendem as especificações exigidas, consequentemente, garantindo ao fabricante a capacidade de proporcionar um produto de qualidade. O trabalho propõe o desenvolvimento de uma metodologia que evidencie e garanta o processo de produção de um conjugado de polissacarídeo-proteína pelo método de conjugação química e que será produzido de forma consistente e de acordo com as suas especificações pré-definidas. Os atributos de qualidade garantem o não desabastecimento da vacina Haemophilus influenzae tipo b por desvios de processo, o que contribui com aumento do valor agregado ao produto em questão. Portanto, a metodologia de validação foi aplicada ao estudo de validação. O estudo baseou-se em três etapas. A primeira foi baseada em análise de parâmetros do processo de conjugação química para mapear e estabelecer intervalos críticos de controle quanto a estes parâmetros, a segunda fase foi realizada com a produção de três lotes consecutivos, em escala industrial, com monitorização regular dos parâmetros críticos mapeados anteriormente. A fase final consistiu em amostras recolhidas, em tempo pré-determinado, durante o processo de produção e de controle do produto final em tamanho 50% a mais que na rotina de produção. Estas amostras foram analisadas utilizando os métodos de análise que foram anteriormente validados, a fim de garantir a reprodutibilidade dos resultados. A robustez do processo foi assegurada uma vez que todos os parâmetros do processo avaliados apresentaram resultados dentro do padrão de conformidade com os resultados de controle determinados durante o processo, e no produto final para a população de amostragem dentro de especificações definidas pelas metodologias analíticas validadas garantindo os resultados. O trabalho proposto assegura status de processo validado para o conjugado polissacarídeo-proteína com excepcionais rendimentos obtidos, combinado com características químicas bem definidas

Optimisation of fuel usage and steam availability in the power and steam plant of a paper mill

This paper presents the results of a project aimed at minimising fuel usage while maximising steam availability in the power and steam plant of a large newsprint mill. The approach taken was to utilise the better regulation and plant wide optimisation capabilities of Advanced Process Control, especially Model Predictive Control (MPC) techniques. These have recently made their appearance in the pulp and paper industry but are better known in the oil and petrochemical industry where they have been used for nearly 30 years. The issue in the power and steam plant is to ensure that sufficient steam is available when the paper machines require it and yet not to have to waste too much steam when one or more of the machines suffers an outage. This is a problem for which MPC is well suited. It allows variables to be kept within declared constraint ranges, a feature which has been used, effectively, to increase the steam storage capacity of the existing plant. This has resulted in less steam being condensed when it is not required and in significant reductions in the need for supplementary firing. The incidence of steam being dump-condensed while also supplementary firing the Combined Heat & Power (CHP) plant has been reduced by 95% and the overall use of supplementary firing is less than 30% of what it was. In addition the plant runs more smoothly and requires less operator time. The yearly benefit provided by the control system is greater than £200,000, measured in terms of 2005 gas prices.

一种支持软件过程控制和改进的主动度量模型

提出了一种支持软件过程控制与改进的主动度量模型 AMM(active measurement model)和度量方法.模型形式化描述了软件过程的目标、特征和度量指标等关键元素以及相互间的关系,给出了确定软件过程度量的原则、方法和步骤.基于该度量模型,软件组织一方面可以依据确定的过程目标,主动导出合适的度量过程;另一方面还可以依据度量的结果,识别过程改进的机会,并主动导出过程改进的方向.为正确的决策和成功的结果提供有效的支持.

一种基于PDCA的软件过程控制与改进模型

CMM/CMMI(capabilitymaturitymodel/CMMintegration)自1999年开始为中国软件企业所接受并逐步得以推广,但目前中国实施CMM/CMMI的企业还不多,有些企业实施效果并不理想.通过调查软件企业在实施CMM/CMMI过程中存在的问题,并对发现的问题及其负面影响进行分析,提出了基于PDCA(plan-do-check-action)的软件过程控制与改进模型,开发了SoftPM软件质量管理平台.该平台的广泛应用表明,该模型对提高CMM/CMMI的企业软件过程的效率和改善实施效果很有帮助.

基于过程控制的软件质量管理

质量形成于过程.以预防为主的过程管理思想在软件产业引入了软件的工程过程、管理过程和支持过程三类基本过程,以过程为中心的软件开发、生产与质量管理是现代软件产业的时代特征.本文阐述了软件质量管理的基本原理,提出了一个基于CMM过程管理控制的软件质量管理模型及平台,帮助软件组织达到较高的成熟度水平.

软件质量管理中的统计过程控制

统计过程控制（SPC, Statistical Process Control）是一种借助数理统计工具的过程控制方法，它利用统计工具及技术（如控制图）对过程或过程输出进行分析，找出过程中的不确定因素并及时消除，控制、管理、改进过程产品的质量或过程能力，从而达到保证产品质量的目的。它能帮助用户采取适当措施来保证过程处于统计意义的受控状态，并且帮助用户提高生产能力，以满足或超越顾客的期望。SPC最早是在工业界提出的，在工业界的成功也促使它被应用于其它许多商业领域。本文主要探讨统计过程控制在软件质量管理中的实施。

多粒度多维度软件过程度量和改进方法研究

随着软件对社会各领域、各层次的渗透，软件逐渐转变为一种对社会团体、 甚至对社会公众的服务，软件的规模越来越大、用户需求越来越多、功能和性能 要求也越来越复杂。因此，对软件的可用性、可靠性、可信性等质量要求不断提 高。伴随着软件业的逐渐发展，软件过程技术逐渐被应用于软件产品的开发当中。 “质量形成于产品的生产过程”这一理念逐渐被软件组织所接受。其核心思想体 现在通过对软件过程的策划、控制和改进来保证软件产品的质量，进而提高软件 组织的经营业绩。软件过程度量作为软件过程管理和过程改进的关键活动，越来 越为软件组织所重视。 通过实施过程管理，能够刻画项目或过程目标的满足程度，找到造成过程 或产品重大偏差的根本原因，进而实施过程改进。然而，在软件过程度量实施期 间，软件组织面对不同的软件开发过程、众多的过程性能度量指标、复杂的统计 分析方法，既要考虑量化管理方法的合理性和复杂程度，又要权衡量化管理的实 施成本，这使得实施有效的过程度量充满挑战。本文基于经验软件工程方法，提 出一种多粒度多维度软件过程度量框架，以及实现该框架的关键技术：软件过程 性能基线的建立和维护方法；同时介绍了该框架下的软件项目进度量化控制模 型，支持软件组织实施有效的过程管理和改进。 本文的主要贡献包括： 提出了一种多粒度多维度软件过程度量框架(Multi-granularity Multi-dimensional software Process Measurement Framework，M2-PMF)，该框架通 过综合考虑软件过程管理和改进的必要信息所属的特征维度和软件组织的过程 管理粒度，自底向上的通过实体层、度量分析层和目标层指导软件组织建立一套 可以覆盖软件全生命周期的、开放的、支持过程改进的综合指标体系和模型。支 持软件组织裁减和定制确定环境下的度量体系，清晰了解其软件过程能力和性 能，提高软件组织对软件过程的控制能力，保障软件开发过程和软件产品的质量。 提出了基于统计分析的过程性能基线的建立和改进方法（Baseline – Statistic - Refinement， BSR），该方法可以有效地建立和维护过程性能基线，支持软件 组织从定性管理提升到定量管理。该方法应用波动图，在过程尚不稳定、数据样 本不足的情况下尽可能多的获得过程改进信息，识别过程改进机会，确定过程改 进途径，帮助软件组织高效地改进其过程中明显的弱项。在过程逐步稳定之后， 利用控制图、排列图、因果图、散点图等统计工具，分析过程性能，建立过程性 多粒度多维度软件过程度量和改进方法研究 ii 能基线，并不断精化。 在M2-PMF 框架下，提出了基于统计过程控制（Statitical Process Control， SPC）和挣值管理（Earned Value Management，EVM）的项目进度量化控制模型 SEVM，该方法通过对项目进度指数的统计控制，分析其稳定性，并通过估算模 型，根据项目当前挣值数据推算项目总进度偏差，并加以控制。支持软件组织对 项目进度进行量化控制，提高了项目按期交付的可能性。 最后，介绍了本文提出的过程度量框架和量化管理方法在国内多家软件组 织中的实际应用。应用案例表明，本文的方法和模型具有广泛的适应性和高度的 可操作性。应用本文方法能够对项目进行有效的估算、度量和控制，进而提高产 品质量并改善客户满意度。

Effect of dopant concentration on photocatalytic activity of TiO2 film doped by Mn non-uniformly

The thin films of TiO2 doped by Mn non-uniformly were prepared by sol-gel method under process control. In our preceding study, we investigated in detail, the effect of doping mode on the photocatalytic activity of TiO2 films showing that Mn non-uniform doping can greatly enhance the activity. In this study we looked at the effect of doping concentration on the photocatalytic activity of the TiO2 films. In this paper, the thin films were characterized by UV-vis spectrophotometer and electrochemical workstation. The activity of the photocatalyst was also evaluated by photocatalytic degradation rate of aqueous methyl orange under UV radiation. The results illustrate that the TiO2 thin film doped by Mn non-uniformly at the optimal dopant concentration (0.7 at %) is of the highest activity, and on the contrary, the activity of those doped uniformly is decreased. As a comparison, in 80 min, the degradation rate of methyl orange is 62 %, 12 % and 34 % for Mn non-uniform doping film (0.7 at %), the uniform doping film (0.7 at %) and pure titanium dioxide film, respectively. We have seen that, for the doping and the pure TiO2 films, the stronger signals of open circuit potential and transient photocurrent, the better photocatalytic activity. We also discusse the effect of dopant concentration on the photocatalytic activity of the TiO2 films in terms of effective separation of the photon-generated carriers in the semiconductor. (C) Versita Warsaw and Springer-Verlag Berlin Heidelberg. All rights reserved.

稠油污染土壤生物修复的微生物筛选及工艺调控

稠油组分非常复杂，胶质沥青质含量较高，使稠油污染土壤的生物修复难度很大。对稠油中胶质沥青质分的降解是彻底修复稠油污染土壤的关键。试验中利用辽河油田污染土壤中筛选并纯化出来的几株细菌、真菌和放线菌，以胶质沥青质作为碳源，考察不同菌株处理的去除率变化。发现0d-14d期间是微生物去除胶质沥青质的活跃期，42d之后土壤中胶质沥青质的减少趋缓，是生物修复的转折点。筛选出优势降解菌株：细菌22B；真菌中F2006、F2008、F9902，放线菌A2013、A2016混合菌F2006+22B、F6＋22B。同时考查了表面活性剂吐温-80对菌株去除胶质沥青质能力的影响，发现吐温-80对不同菌株有促进或抑制作用。利用上述优势菌株处理5ryn稠油污染土壤，并在42d时，通过采取补加菌液、添加N、P营养物质和添加碳源处理来提高微生物对土壤中稠油的去除能力。经过56天的处理，细菌22B对稠油的去除率最高，达27．420＆；混合菌的去除率在23.64％-26.24％。比较三种处理措施对微生物降解稠油能力的影响时，发现不同菌株对这三种措施的反应并不相同。同时土壤中残留石油烃的族分析证实了土壤中的重质成分是可以被微生物降解的；而稠油污染土壤中的烷烃和芳香烃的含量则呈现动态变化。稠油污染土壤的生物修复后的毒性检验表明，不同菌株处理土壤的毒性因选择的菌株及采取的措施不同而异，其中土壤毒性最小的是22B添加碳源处理；毒性最强的是F2008加菌处理。补加菌液、添加营养和碳源措施会使微生物对稠油降解能力有所加强，但是也加速了某些微生物产生毒性较稠油更大的中间产物的生成，使土壤更加不适合植物的生长。本研究从辽河油田污染土壤中筛选出石油烃降解菌株，对稠油中最难降解的胶质沥青质进行处理，从中选择优势的降解菌株对稠油污染土壤进行生物修复，为稠油污染土壤的生物修复打下理论基础。