Robust fault detection using consistency techniques for uncertainty handling

Often practical performance of analytical redundancy for fault detection and diagnosis is decreased by uncertainties prevailing not only in the system model, but also in the measurements. In this paper, the problem of fault detection is stated as a constraint satisfaction problem over continuous domains with a big number of variables and constraints. This problem can be solved using modal interval analysis and consistency techniques. Consistency techniques are then shown to be particularly efficient to check the consistency of the analytical redundancy relations (ARRs), dealing with uncertain measurements and parameters. Through the work presented in this paper, it can be observed that consistency techniques can be used to increase the performance of a robust fault detection tool, which is based on interval arithmetic. The proposed method is illustrated using a nonlinear dynamic model of a hydraulic system

SQualTrack: A Tool for Robust Fault Detection

One of the techniques used to detect faults in dynamic systems is analytical redundancy. An important difficulty in applying this technique to real systems is dealing with the uncertainties associated with the system itself and with the measurements. In this paper, this uncertainty is taken into account by the use of intervals for the parameters of the model and for the measurements. The method that is proposed in this paper checks the consistency between the system's behavior, obtained from the measurements, and the model's behavior; if they are inconsistent, then there is a fault. The problem of detecting faults is stated as a quantified real constraint satisfaction problem, which can be solved using the modal interval analysis (MIA). MIA is used because it provides powerful tools to extend the calculations over real functions to intervals. To improve the results of the detection of the faults, the simultaneous use of several sliding time windows is proposed. The result of implementing this method is semiqualitative tracking (SQualTrack), a fault-detection tool that is robust in the sense that it does not generate false alarms, i.e., if there are false alarms, they indicate either that the interval model does not represent the system adequately or that the interval measurements do not represent the true values of the variables adequately. SQualTrack is currently being used to detect faults in real processes. Some of these applications using real data have been developed within the European project advanced decision support system for chemical/petrochemical manufacturing processes and are also described in this paper

Robust fault detection using consistency techniques for uncertainty handling

Often practical performance of analytical redundancy for fault detection and diagnosis is decreased by uncertainties prevailing not only in the system model, but also in the measurements. In this paper, the problem of fault detection is stated as a constraint satisfaction problem over continuous domains with a big number of variables and constraints. This problem can be solved using modal interval analysis and consistency techniques. Consistency techniques are then shown to be particularly efficient to check the consistency of the analytical redundancy relations (ARRs), dealing with uncertain measurements and parameters. Through the work presented in this paper, it can be observed that consistency techniques can be used to increase the performance of a robust fault detection tool, which is based on interval arithmetic. The proposed method is illustrated using a nonlinear dynamic model of a hydraulic system

SQualTrack: A Tool for Robust Fault Detection

One of the techniques used to detect faults in dynamic systems is analytical redundancy. An important difficulty in applying this technique to real systems is dealing with the uncertainties associated with the system itself and with the measurements. In this paper, this uncertainty is taken into account by the use of intervals for the parameters of the model and for the measurements. The method that is proposed in this paper checks the consistency between the system's behavior, obtained from the measurements, and the model's behavior; if they are inconsistent, then there is a fault. The problem of detecting faults is stated as a quantified real constraint satisfaction problem, which can be solved using the modal interval analysis (MIA). MIA is used because it provides powerful tools to extend the calculations over real functions to intervals. To improve the results of the detection of the faults, the simultaneous use of several sliding time windows is proposed. The result of implementing this method is semiqualitative tracking (SQualTrack), a fault-detection tool that is robust in the sense that it does not generate false alarms, i.e., if there are false alarms, they indicate either that the interval model does not represent the system adequately or that the interval measurements do not represent the true values of the variables adequately. SQualTrack is currently being used to detect faults in real processes. Some of these applications using real data have been developed within the European project advanced decision support system for chemical/petrochemical manufacturing processes and are also described in this paper

Abstracting qualitative information for process supervision

Supervisory systems evolution makes the obtaining of significant information from processes more important in the way that the supervision systems' particular tasks are simplified. So, having signal treatment tools capable of obtaining elaborate information from the process data is important. In this paper, a tool that obtains qualitative data about the trends and oscillation of signals is presented. An application of this tool is presented as well. In this case, the tool, implemented in a computer-aided control systems design (CACSD) environment, is used in order to give to an expert system for fault detection in a laboratory plant

Geolocalitzáció en temps real sobre Google Maps

L’objectiu d’aquest projecte és crear un sistema de seguiment d’una flota de vehicles amb GPS en temps real. A partir d’un mòdul de captació, el servidor recull la informació geogràfica dels vehicles i l’emmagatzema. I amb un mòdul de processament, es mostra i controla els vehicles, els punts d’interès i els polígons del sistema de Geofencing. En primer lloc, faig una introducció a l’estat de l’art dels sistemes de seguiment de vehicles. A continuació, analitzo els requeriments, especifico el comportament desitjat del sistema, explico el disseny i la implementació. Per últim, faig un seguit de proves per extreure’n les conclusions.

Underwater slam for estructured environments using and imaging sonar

Aquesta tesi tracta sobre el problema de la navegació per a vehicles submarins autònoms que operen en entorns artificials estructurats com ara ports, canals, plataformes marines i altres escenaris similars. A partir d'una estimació precisa de la posició en aquests entorns, les capacitats dels vehicles submarins s'incrementen notablement i s'obre una porta al seu funcionament autònom. El manteniment, inspecció i vigilància d'instal lacions marines són alguns exemples de possibles aplicacions. Les principals contribucions d'aquesta tesi consisteixen per una banda en el desenvolupament de diferents sistemes de localització per a aquelles situacions on es disposa d'un mapa previ de l'entorn i per l'altra en el desenvolupament d'una nova solució al problema de la Localització i Construcció Simultània de Mapes (SLAM en les seves sigles en anglès), la finalitat del qual és fer que un vehicle autònom creï un mapa de l'entorn desconegut que el rodeja i, al mateix temps, utilitzi aquest mapa per a determinar la seva pròpia posició. S'ha escollit un sonar d'imatges d'escaneig mecànic com a sensor principal per a aquest treball tant pel seu relatiu baix cost com per la seva capacitat per produir una representació detallada de l'entorn. Per altra banda, les particularitats de la seva operació i, especialment, la baixa freqúència a la que es produeixen les mesures, constitueixen els principals inconvenients que s'han hagut d'abordar en les estratègies de localització proposades. Les solucions adoptades per aquests problemes constitueixen una altra contribució d'aquesta tesi. El desenvolupament de vehicles autònoms i el seu ús com a plataformes experimentals és un altre aspecte important d'aquest treball. Experiments portats a terme tant en el laboratori com en escenaris reals d'aplicació han proporcionat les dades necessàries per a provar i avaluar els diferents sistemes de localització proposats.

Projecte FacturaCloud, sistema de facturació al núvol

FacturaCloud és un disseny de un sistema de facturació al núvol.

Disseny i implementació d'un sistema de navegació inercial i la seva aplicació a la robòtica mòbil

La UdG desposa de diversos robots mòbils per a finalitats docents i de recerca que utilitzen sistemes de localització incremental mitjançant bàsicament encoders incrementals. Actualment, en el mercat de l’automoció s’ha desenvolupat una sèrie de dispositius electrònics tals com brúixoles electròniques, acceleròmetres, giroscòpics, etc. L’objectiu és dissenyar i construir un sistema de navegació inercial format per un acceleròmetre, un giroscòpic, una brúixola i un microcontrolador encarregat de governar les ordres. El llenguatge utilitzat serà l’assemblador, ja que es pretén una execució molt eficient de les rutines creades. Les dades obtingudes es transmetran a l’ordinador per mitjà del protocol RS-232 i un programa en C emmagatzemarà les dades en un document de text. Aquestes dades seran tractades amb l’entorn MATLAB per tal d’interpretar-les i representar-les gràficament. Per analitzar el funcionament del sistema s’utilitzarà la plataforma PRIM

Servei de retirada de vehicles de la via pública del terme municipal de València basat en localització GPS i comunicacions GPRS

L’objectiu d’aquest projecte és dotar a Servicleop d’un programari que li permeti millorar la gestió dels serveis de retirada de vehicles de la via pública, que actualment s’efectua a través del canal de veu. Això s’aconseguirà mitjançant l’ús de cartografia digital i localització GPS, que permetrà optimitzar l’assignació de retirades al saber quina grua es troba en millor disposició, i PDAs que es comunicaran amb un centre de control a través de GPRS des del qual s’assignaran aquest serveis. S’oferiran facilitats sempre que sigui possible en la introducció de dades, disminuint les probabilitats de cometre errors, i tot el procés quedarà enregistrat automàticament en base de dades per a poder generar estadístiques o informes. el projecte parteix d’un altre projecte intern de Knosos anomenat Micronav.Net Serveis, en el qual també he treballat molt activament i que ofereix una solució genèrica similar a la requerida per Servicleop, empresa a la que va destinada el sistema que es presenta en aquest projecte final de carrera

Detecció i localització d'impactes a estructures aeroespacials

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Universidad Politécnica de Madrid, Espanya, entre setembre i o desembre del 2007. Actualment la indústria aeroespacial i aeronàutica té com prioritat millorar la fiabilitat de las seves estructures a través del desenvolupament de nous sistemes per a la monitorització i detecció d’impactes. Hi ha diverses tècniques potencialment útils, i la seva aplicabilitat en una situació particular depèn críticament de la mida del defecte que permet l’estructura. Qualsevol defecte canviarà la resposta vibratòria de l’element estructural, així com el transitori de l’ona que es propaga per l’estructura elàstica. Correlacionar aquests canvis, que poden ser detectats experimentalment amb l’ocurrència del defecte, la seva localització i quantificació, és un problema molt complex. Aquest treball explora l’ús de l'Anàlisis de Components Principals (Principal Component Analysis - PCA-) basat en la formulació dels estadístics T2 i Q per tal de detectar i distingir els defectes a l'estructura, tot correlacionant els seus canvis a la resposta vibratòria. L’estructura utilitzada per l’estudi és l’ala d’una turbina d’un avió comercial. Aquesta ala s’excita en un extrem utilitzant un vibrador, i a la qual s'han adherit set sensors PZT a la superfície. S'aplica un senyal conegut i s'analitzen les respostes. Es construeix un model PCA utilitzant dades de l’estructura sense defecte. Per tal de provar el model, s'adhereix un tros d’alumini en quatre posicions diferents. Les dades dels assajos de l'estructura amb defecte es projecten sobre el model. Les components principals i les distàncies de Q-residual i T2-Hotelling s'utilitzaran per a l'anàlisi de les incidències. Q-residual indica com de bé s'adiu cadascuna de les mostres al model PCA, ja que és una mesura de la diferència, o residu, entre la mostra i la seva projecció sobre les components principals retingudes en el model. La distància T2-Hotelling és una mesura de la variació de cada mostra dins del model PCA, o el que vindria a ser el mateix, la distància al centre del model PCA.

Servei de retirada de vehicles de la via pública del terme municipal de València basat en localització GPS i comunicacions GPRS

L’objectiu d’aquest projecte és dotar a Servicleop d’un programari que li permeti millorar la gestió dels serveis de retirada de vehicles de la via pública, que actualment s’efectua a través del canal de veu. Això s’aconseguirà mitjançant l’ús de cartografia digital i localització GPS, que permetrà optimitzar l’assignació de retirades al saber quina grua es troba en millor disposició, i PDAs que es comunicaran amb un centre de control a través de GPRS des del qual s’assignaran aquest serveis. S’oferiran facilitats sempre que sigui possible en la introducció de dades, disminuint les probabilitats de cometre errors, i tot el procés quedarà enregistrat automàticament en base de dades per a poder generar estadístiques o informes. el projecte parteix d’un altre projecte intern de Knosos anomenat Micronav.Net Serveis, en el qual també he treballat molt activament i que ofereix una solució genèrica similar a la requerida per Servicleop, empresa a la que va destinada el sistema que es presenta en aquest projecte final de carrera

Diseño, implementación y validación de un sistema de localización híbrido basado en una red de sensores inalámbricos (WSN)

Aquest projecte estudia la implementació d’un sistema de localització híbrid amb la combinació del posicionament GPS y el posicionament obtingut mitjançant mesures de potència rebuda (RSS) utilitzant una xarxa de sensors sense fils (WSN). Inicialment s’analitzen les característiques principals de les WSN y les tècniques de posicionament GPS y RSS. A continuació es proposen tècniques de localització híbrides que combinen el posicionament bàsic brindat per la WSN (GPS y RSS)per obtenir posicionament tant en escenaris interiors com exteriors a més d’obtenir una precisió major que les precisions bàsiques. Una vegada s’han analitzat els conceptes bàsics y s’han proposat les tècniques a utilitzar en el sistema de localització híbrida s’expliquen els aspectes d’implementació relacionats amb la programació de la WSN. Finalment, després d’analitzar els resultats de diverses mesures, queda present la necessitat de tècniques d’estimació d’error en el posicionament, per això es proposa una tècnica d’estimació d’error per ser utilitzada en les estimacions híbrides y obtenir així el funcionament desitjat de les tècniques híbrides.

Sistemes logístics de codificació i identificació, i perspectives de futur

Comptar amb sistemes sofisticats de gestió o programes ERP (Enterprise Resource Planning) no és suficient per a les organitzacions. Per a què aquests recursos donin resultats adequats i actualitzats, la informació d’entrada ha de llegir-se de forma automàtica, per aconseguir estalviar en recursos, eliminació d’errors i assegurar el compliment de la qualitat. Per aquest motiu és important comptar amb eines i serveis d’identificació automàtica i col•lecció de dades. Els principals objectius a assolir (a partir de la introducció al lector de la importància dels sistemes logístics d’identificació en un entorn global d’alta competitivitat), són conèixer i comprendre el funcionament de les tres principals tecnologies existents al mercat (codis de barres lineals, codis de barres bidimensionals i sistemes RFID), veure en quin estat d’implantació es troba cadascuna i les seves principals aplicacions. Un cop realitzat aquest primer estudi es pretén comparar les tres tecnologies per o poder obtenir perspectives de futur en l’àmbit de l’autoidentificació. A partir de la situació actual i de les necessitats de les empreses, juntament amb el meravellós món que sembla obrir la tecnologia RFID (Radio Frequency Identification), la principal conclusió a la que s’arribarà és que malgrat les limitacions tècniques dels codis de barres lineals, aquests es troben completament integrats a tota la cadena logística gràcies a l’estandarització i la utilització d’un llenguatge comú, sota el nom de simbologies GTIN (Global Trade Item Number), durant tota la cadena de subministres que garanteixen total traçabilitat dels productes gràcies en part a la gestió de les bases de dades i del flux d’informació. La tecnologia RFUD amb l’EPC (Electronic Product Code) supera aquestes limitacions, convertint-se en el màxim candidat per a substituir els limitats codis de barres. Tot i això, RFID, amb l’EPC, no serà un adequat identificador logístic fins que es superin importants barreres, com són la falta d’estandarització i l’elevat cost d’implantació.

Estudi comparatiu: errors de les infermeres en la preparació i l'administració de la medicació segons dos sistemes de distribució

Introducció: Els errors de medicació són definits com qualsevol incident prevenible que pot causar dany al pacient o donar lloc a una utilització inapropiada dels medicaments, quan aquests estan sota el control dels professionals sanitaris o del pacient. Els errors en la preparació i l’administració de medicació són els més comuns de l’àrea hospitalària i, tot i la llarga cadena per la qual passa el fàrmac, el professional d’infermeria és el últim responsable de l’acció, tenint així, un paper molt important en la seguretat del pacient. Les infermeres dediquen el 40% del temps de la seva jornada laboral en tasques relacionades amb la medicació. Objectiu: Determinar si les infermeres produeixen més errors si treballen amb sistemes de distribució de medicació de stock o en sistemes de distribució unidosis de medicació. Metodologia: Estudi quantitatiu, observacional i descriptiu, on la notificació d’errors (o oportunitats d’error) realitzats per la infermera, en les fases de preparació i administració de medicació, es farà mitjançant un qüestionari autoelaborat. Els elements a identificar seran: el tipus d’error, les causes que poden haver--‐lo produït, la seva potencial gravetat i qui l’ha pogut evitar; així com el tipus de professional que l’ha produït. Altres dades rellevants són: el medicament implicat junt amb la dosis i la via d’administració i el sistema de distribució utilitzat. Mostreig i mostra: El mostreig serà no probabilístic i per conveniència. S’escolliran aquelles infermeres que l’investigador consideri amb les característiques necessàries per participar en l’estudi, així que la mostra estarà formada per les infermeres les quals treballen a la unitat 40 de l’Hospital del Mar i utilitzen un sistema de distribució de medicació de dosis unitàries i les infermeres que treballen a urgències (concretament a l’àrea de nivell dos) de l’Hospital del Mar les quals treballen amb un sistema de distribució de medicació de stock.