Sustainable Road Management in Texas : network-level flexible pavement structural condition analysis using data mining techniques

The research team recognized the value of network-level Falling Weight Deflectometer (FWD) testing to evaluate the structural condition trends of flexible pavements. However, practical limitations due to the cost of testing, traffic control and safety concerns and the ability to test a large network may discourage some agencies from conducting the network-level FWD testing. For this reason, the surrogate measure of the Structural Condition Index (SCI) is suggested for use. The main purpose of the research presented in this paper is to investigate data mining strategies and to develop a prediction method of the structural condition trends for network-level applications which does not require FWD testing. The research team first evaluated the existing and historical pavement condition, distress, ride, traffic and other data attributes in the Texas Department of Transportation (TxDOT) Pavement Maintenance Information System (PMIS), applied data mining strategies to the data, discovered useful patterns and knowledge for SCI value prediction, and finally provided a reasonable measure of pavement structural condition which is correlated to the SCI. To evaluate the performance of the developed prediction approach, a case study was conducted using the SCI data calculated from the FWD data collected on flexible pavements over a 5-year period (2005 – 09) from 354 PMIS sections representing 37 pavement sections on the Texas highway system. The preliminary study results showed that the proposed approach can be used as a supportive pavement structural index in the event when FWD deflection data is not available and help pavement managers identify the timing and appropriate treatment level of preventive maintenance activities.

Asset health prediction using the explicit hazard model

The ability to estimate the asset reliability and the probability of failure is critical to reducing maintenance costs, operation downtime, and safety hazards. Predicting the survival time and the probability of failure in future time is an indispensable requirement in prognostics and asset health management. In traditional reliability models, the lifetime of an asset is estimated using failure event data, alone; however, statistically sufficient failure event data are often difficult to attain in real-life situations due to poor data management, effective preventive maintenance, and the small population of identical assets in use. Condition indicators and operating environment indicators are two types of covariate data that are normally obtained in addition to failure event and suspended data. These data contain significant information about the state and health of an asset. Condition indicators reflect the level of degradation of assets while operating environment indicators accelerate or decelerate the lifetime of assets. When these data are available, an alternative approach to the traditional reliability analysis is the modelling of condition indicators and operating environment indicators and their failure-generating mechanisms using a covariate-based hazard model. The literature review indicates that a number of covariate-based hazard models have been developed. All of these existing covariate-based hazard models were developed based on the principle theory of the Proportional Hazard Model (PHM). However, most of these models have not attracted much attention in the field of machinery prognostics. Moreover, due to the prominence of PHM, attempts at developing alternative models, to some extent, have been stifled, although a number of alternative models to PHM have been suggested. The existing covariate-based hazard models neglect to fully utilise three types of asset health information (including failure event data (i.e. observed and/or suspended), condition data, and operating environment data) into a model to have more effective hazard and reliability predictions. In addition, current research shows that condition indicators and operating environment indicators have different characteristics and they are non-homogeneous covariate data. Condition indicators act as response variables (or dependent variables) whereas operating environment indicators act as explanatory variables (or independent variables). However, these non-homogenous covariate data were modelled in the same way for hazard prediction in the existing covariate-based hazard models. The related and yet more imperative question is how both of these indicators should be effectively modelled and integrated into the covariate-based hazard model. This work presents a new approach for addressing the aforementioned challenges. The new covariate-based hazard model, which termed as Explicit Hazard Model (EHM), explicitly and effectively incorporates all three available asset health information into the modelling of hazard and reliability predictions and also drives the relationship between actual asset health and condition measurements as well as operating environment measurements. The theoretical development of the model and its parameter estimation method are demonstrated in this work. EHM assumes that the baseline hazard is a function of the both time and condition indicators. Condition indicators provide information about the health condition of an asset; therefore they update and reform the baseline hazard of EHM according to the health state of asset at given time t. Some examples of condition indicators are the vibration of rotating machinery, the level of metal particles in engine oil analysis, and wear in a component, to name but a few. Operating environment indicators in this model are failure accelerators and/or decelerators that are included in the covariate function of EHM and may increase or decrease the value of the hazard from the baseline hazard. These indicators caused by the environment in which an asset operates, and that have not been explicitly identified by the condition indicators (e.g. Loads, environmental stresses, and other dynamically changing environment factors). While the effects of operating environment indicators could be nought in EHM; condition indicators could emerge because these indicators are observed and measured as long as an asset is operational and survived. EHM has several advantages over the existing covariate-based hazard models. One is this model utilises three different sources of asset health data (i.e. population characteristics, condition indicators, and operating environment indicators) to effectively predict hazard and reliability. Another is that EHM explicitly investigates the relationship between condition and operating environment indicators associated with the hazard of an asset. Furthermore, the proportionality assumption, which most of the covariate-based hazard models suffer from it, does not exist in EHM. According to the sample size of failure/suspension times, EHM is extended into two forms: semi-parametric and non-parametric. The semi-parametric EHM assumes a specified lifetime distribution (i.e. Weibull distribution) in the form of the baseline hazard. However, for more industry applications, due to sparse failure event data of assets, the analysis of such data often involves complex distributional shapes about which little is known. Therefore, to avoid the restrictive assumption of the semi-parametric EHM about assuming a specified lifetime distribution for failure event histories, the non-parametric EHM, which is a distribution free model, has been developed. The development of EHM into two forms is another merit of the model. A case study was conducted using laboratory experiment data to validate the practicality of the both semi-parametric and non-parametric EHMs. The performance of the newly-developed models is appraised using the comparison amongst the estimated results of these models and the other existing covariate-based hazard models. The comparison results demonstrated that both the semi-parametric and non-parametric EHMs outperform the existing covariate-based hazard models. Future research directions regarding to the new parameter estimation method in the case of time-dependent effects of covariates and missing data, application of EHM in both repairable and non-repairable systems using field data, and a decision support model in which linked to the estimated reliability results, are also identified.

Condition monitoring and operational decision making in semiconductor manufacturing

Today, the majority of semiconductor fabrication plants (fabs) conduct equipment preventive maintenance based on statistically-derived time- or wafer-count-based intervals. While these practices have had relative success in managing equipment availability and product yield, the cost, both in time and materials, remains high. Condition-based maintenance has been successfully adopted in several industries, where costs associated with equipment downtime range from potential loss of life to unacceptable affects to companies’ bottom lines. In this paper, we present a method for the monitoring of complex systems in the presence of multiple operating regimes. In addition, the new representation of degradation processes will be used to define an optimization procedure that facilitates concurrent maintenance and operational decision-making in a manufacturing system. This decision-making procedure metaheuristically maximizes a customizable cost function that reflects the benefits of production uptime, and the losses incurred due to deficient quality and downtime. The new degradation monitoring method is illustrated through the monitoring of a deposition tool operating over a prolonged period of time in a major fab, while the operational decision-making is demonstrated using simulated operation of a generic cluster tool.

Fatores de risco no ambiente do trabalho de enfermagem em um hospital universitário

Pesquisa realizada em um Hospital Universitário do Estado do Rio de Janeiro, através de uma abordagem quantitativa descritiva, com objetivo de identificar os fatores de riscos ambientais presentes nas situações de trabalho dos profissionais de enfermagem, a partir da observação sistemática dos locais de trabalho pelos profissionais de saúde e segurança do trabalho e dos chefes de enfermagem de clínicas de um Hospital Universitário, visando gerar resultados que possam trazer a discussão, os riscos ocupacionais aos quais estão expostos os profissionais de enfermagem, seu conhecimento a respeito destes riscos e sua atuação na identificação e ação sobre os mesmos. A população foi composta por treis profissionais de saúde e segurança no trabalho e trinta enfermeiros chefes de unidade de internação. Para a coleta de dados foi utilizado um questionário fechado proposto no Guia de Avaliação de Riscos nos Locais de Trabalho de Boix e Vogel (1997) e adaptado para aplicação em estabelecimentos de saúde por Mauro (2001). Os dados foram analisados através do software Statical Package for the Social Sciences (SPSS) versão 15.0. Os resultados evidenciaram que os fatores de riscos ocupacionais de maior relevância do estudo foram: os sistemas inadequados de prevenção de incêndio, de saída de emergência e dispositivos e instruções de segurança e manutenção preventiva inadequada, exposição à riscos biológicos, desenho arquitetônico dos locais de trabalho inadequado, distribuição inadequada de pessoal e conhecimento ergonômico insuficiente do trabalhador. Estes fatores atuam de forma direta ou indireta nos locais de trabalho, propiciando aos profissionais um ambiente desfavorável para a realização das atividades, o que pode comprometer a sua saúde e vida profissional. Concluiu-se que os profissionais enfermeiros no cargo de gestores, em sua maioria, não possuem a visibilidade sobre os fatores de riscos aos quais eles próprios e a equipe sob sua gerência encontram-se expostos, mesmo porque desempenham suas tarefas quase em sua integralidade com alto risco de acidentes e doenças. O estudo proporcionou melhor compreensão dos fatores de risco presentes no ambiente, suas repercussões no processo de trabalho de enfermagem e na saúde dos profissionais, da importância da inserção e comprometimento dos gestores sobre os fatores de risco no ambiente de trabalho e da ergonomia participativa na análise e prevenção de riscos ocupacionais.

Inovações tecnológicas em terapia intensiva: repercussões para a saúde do trabalhador de Enfermagem e o processo de trabalho

A introdução das tecnologias duras no setor saúde transformou o processo de trabalho, e, apesar dos inestimáveis benefícios, deve ser vista com cautela pelos trabalhadores devido a problemas relativos à confiabilidade, à fidedignidade dos dados e à necessidade de manutenção preventiva e corretiva de aparelhos por especialistas. Por outro lado, há exigências impostas em termos de conhecimentos e habilidades para a sua utilização, pois há riscos de erros e iatrogenias que devem ser identificados e trabalhados pela organização com vistas à segurança no desempenho, satisfação e bem estar do trabalhador. Nesse sentido, a sua utilização acarreta o aumento do número de tarefas, a intensificação do ritmo de trabalho, devido à necessidade de controle extenuante por parte do trabalhador no intuito de manter o equilíbrio das demandas advindas da máquina e do paciente. Tais exigências repercutem na saúde do trabalhador e acarreta problemas de ordem física e psíquica. Objetivou-se neste estudo: identificar a percepção do trabalhador de enfermagem sobre a utilização da tecnologia dura em Unidade de Terapia Intensiva (UTI); descrever os fatores intervenientes em relação ao uso da tecnologia dura pelo trabalhador de enfermagem em UTI e analisar as repercussões da utilização da tecnologia dura para o processo de trabalho e a saúde do trabalhador de enfermagem em UTI. Estudo qualitativo descritivo, cujos dados foram obtidos em uma UTI de um hospital público situado no município de Niterói-RJ no período de dezembro 2011 a fevereiro 2012 com 25 trabalhadores (11 enfermeiros e 14 técnicos de enfermagem), a partir dos critérios de inclusão adotados. Trabalhou-se com a técnica de entrevista semiestruturada, mediante um roteiro contendo questões sobre a problemática do estudo. O projeto atendeu as exigências presentes na Resolução 196/96, do Ministério da Saúde (MS), tendo sido aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) sob n CAAE: 2063000025811. Na categorização dos depoimentos utilizou-se a técnica de análise do conteúdo de Bardin e os resultados discutidos a luz da Psicodinâmica do Trabalho. Identificou-se que a incorporação da tecnologia dura em UTI, na visão dos trabalhadores de enfermagem é um instrumento de trabalho por proporcionar maior segurança, rapidez na execução das tarefas, confiabilidade e controle em relação ao estado clínico do paciente e minimizar atividades repetitivas. Por outro lado há problemas relativos à manutenção preventiva e corretiva dos aparelhos que acarretam incômodo, interrupções e sobrecarga mental e física devido à necessidade de ajustes frequentes dos alarmes e parâmetros estabelecidos, troca de aparelhos e reposição de peças; fatores limitantes e que exigem a intervenção de especialistas. Diante desta situação de trabalho, as tecnologias duras utilizadas em UTI configuraram-se como fatores de risco psicossocial por acarretarem estresse ocupacional e cujos recursos internos e externos utilizados pelos trabalhadores mostraram-se insuficientes para o seu enfrentamento. Cabe a organização do trabalho, juntamente com os trabalhadores realizar ações que minimizem os fatores de riscos apontados com vistas à satisfação, a motivação e a saúde dos trabalhadores de enfermagem e demais membros da equipe.

An Integrated Toolkit for the Conservation of Stone-Built Heritage

Rapid in situ diagnosis of damage is a key issue in the preservation of stone-built cultural heritage. This is evident in the increasing number of congresses, workshops and publications dealing with this issue. With this increased activity has come, however, the realisation that for many culturally significant artefacts it is not possible either to remove samples for analysis or to affix surface markers for measurement. It is for this reason that there has been a growth of interest in non-destructive and minimally invasive techniques for characterising internal and external stone condition. With this interest has come the realisation that no single technique can adequately encompass the wide variety of parameters to be assessed or provide the range of information required to identify appropriate conservation. In this paper we describe a strategy to address these problems through the development of an integrated `tool kit' of measurement and analytical techniques aimed specifically at linking object-specific research to appropriate intervention. The strategy is based initially upon the acquisition of accurate three-dimensional models of stone-built heritage at different scales using a combination of millimetre accurate LiDAR and sub-millimetre accurate Object Scanning that can be exported into a GIS or directly into CAD. These are currently used to overlay information on stone characteristics obtained through a combination of Ground Penetrating Radar, Surface Permeametry, Colorimetry and X-ray Fluorescence, but the possibility exists for adding to this array of techniques as appropriate. In addition to the integrated three-dimensional data array provided by superimposition upon Digital Terrain Models, there is the capability of accurate re-measurement to show patterns of surface loss and changes in material condition over time. Thus it is possible to both record and base-line condition and to identify areas that require either preventive maintenance or more significant pre-emptive intervention. In pursuit of these goals the authors are developing, through a UK Government supported collaboration between University Researchers and Conservation Architects, commercially viable protocols for damage diagnosis, condition monitoring and eventually mechanisms for prioritizing repairs to stone-built heritage. The understanding is, however, that such strategies are not age-constrained and can ultimately be applied to structures of any age.

Manutenção preditiva e pró-activa: filosofias alternativas ou complementares: estudo de caso

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica Ramo Manutenção e Produção

Estratégias e internacionalização na manutenção e produção

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Uma abordagem à manutenção de postos de transformação aéreos

Dissertação de Mestrado para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Energia

Gestão de manutenção de uma empresa gráfica

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Avaliação de fiabilidade de sistemas elétricos e de automação em instalações de frio industrial

Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo de Energia/Automação e Eletrónica Industrial

Trabalho final de estágio no âmbito da reabilitação de edifícios de serviços do Ministério da Saúde

Relatório de Estágio para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Inspeção e manutenção de torres de radiocomunicações

Relatório de Estágio para obtenção de grau de Mestre em Engenharia Civil Área de Especialização de Edificações

Criação de Manual de Procedimentos para Gestão de Risco de dispositivos médicos de uma Unidade de Saúde

A melhoria progressiva na prestação de cuidados de saúde que se verifica nos dias de hoje, deve-se maioritariamente ao desenvolvimento de novas tecnologias médicas, que se traduzem na criação de inovadores dispositivos médicos, cujo fim é auxiliar no diagnóstico, prevenção e tratamento de doenças, melhorando assim as condições de trabalho e os cuidados oferecidos aos pacientes. No entanto estas melhorias apenas são vantajosas quando as novas tecnologias são utilizadas de forma segura, o que leva a uma preocupação crescente com a segurança dos profissionais de saúde e dos pacientes em ambiente hospitalar. Como forma de reduzir e controlar os riscos existentes, as unidades de saúde introduziram mecanismos de gestão que permitem o conhecimento das fontes de risco e respetivos mecanismos de ação. A presente dissertação de mestrado apresenta uma proposta de modelo de Manual de Procedimentos para Gestão de Risco de Dispositivos Médicos, aplicável a todos os dispositivos médicos existentes nas Unidades de Saúde. Para a criação deste manual, foram utilizados por meio de adaptação, as etapas da gestão de risco definidas na Norma ISO 14971:2007 em conjunto com o método de gestão de risco utilizado pela Unidade Local de Saúde de Matosinhos O desenvolvimento deste manual de procedimentos permitirá a esta unidade de saúde, a aquisição e fornecimento de informações úteis na tomada de decisão sobre os procedimentos de controlo de risco de dispositivos médicos, com o objetivo de manter o risco destes dispositivos dentro dos níveis previamente estabelecidos e auxiliar a tomada de decisão de programas de manutenção preventiva e de aquisição de dispositivos médicos.

Desenvolvimento de modelo para a melhoria do planeamento da manutenção

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica