Engineering design of an integrated sustainable process system for cassava biobased materials

Cassava contributes significantly to biobased material development. Conventional approaches for its bio-derivative-production and application cause significant wastes, tailored material development challenges, with negative environmental impact and application limitations. Transforming cassava into sustainable value-added resources requires redesigning new approaches. Harnessing unexplored material source, and downstream process innovations can mitigate challenges. The ultimate goal proposed an integrated sustainable process system for cassava biomaterial development and potential application. An improved simultaneous release recovery cyanogenesis (SRRC) methodology, incorporating intact bitter cassava, was developed and standardized. Films were formulated, characterised, their mass transport behaviour, simulating real-distribution-chain conditions quantified, and optimised for desirable properties. Integrated process design system, for sustainable waste-elimination and biomaterial development, was developed. Films and bioderivatives for desired MAP, fast-delivery nutraceutical excipients and antifungal active coating applications were demonstrated. SRRC-processed intact bitter cassava produced significantly higher yield safe bio-derivatives than peeled, guaranteeing 16% waste-elimination. Process standardization transformed entire root into higher yield and clarified colour bio-derivatives and efficient material balance at optimal global desirability. Solvent mass through temperature-humidity-stressed films induced structural changes, and influenced water vapour and oxygen permeability. Sevenunit integrated-process design led to cost-effectiveness, energy-efficient and green cassava processing and biomaterials with zero-environment footprints. Desirable optimised bio-derivatives and films demonstrated application in desirable in-package O2/CO2, mouldgrowth inhibition, faster tablet excipient nutraceutical dissolutions and releases, and thymolencapsulated smooth antifungal coatings. Novel material resources, non-root peeling, zero-waste-elimination, and desirable standardised methodology present promising process integration tools for sustainable cassava biobased system development. Emerging design outcomes have potential applications to mitigate cyanide challenges and provide bio-derivative development pathways. Process system leads to zero-waste, with potential to reshape current style one-way processes into circular designs modelled on nature's effective approaches. Indigenous cassava components as natural material reinforcements, and SRRC processing approach has initiated a process with potential wider deployment in broad product research development. This research contributes to scientific knowledge in material science and engineering process design.

Supporting requirement elicitation and ontology testing in knowledge graph engineering

Knowledge graphs and ontologies are closely related concepts in the field of knowledge representation. In recent years, knowledge graphs have gained increasing popularity and are serving as essential components in many knowledge engineering projects that view them as crucial to their success. The conceptual foundation of the knowledge graph is provided by ontologies. Ontology modeling is an iterative engineering process that consists of steps such as the elicitation and formalization of requirements, the development, testing, refactoring, and release of the ontology. The testing of the ontology is a crucial and occasionally overlooked step of the process due to the lack of integrated tools to support it. As a result of this gap in the state-of-the-art, the testing of the ontology is completed manually, which requires a considerable amount of time and effort from the ontology engineers. The lack of tool support is noticed in the requirement elicitation process as well. In this aspect, the rise in the adoption and accessibility of knowledge graphs allows for the development and use of automated tools to assist with the elicitation of requirements from such a complementary source of data. Therefore, this doctoral research is focused on developing methods and tools that support the requirement elicitation and testing steps of an ontology engineering process. To support the testing of the ontology, we have developed XDTesting, a web application that is integrated with the GitHub platform that serves as an ontology testing manager. Concurrently, to support the elicitation and documentation of competency questions, we have defined and implemented RevOnt, a method to extract competency questions from knowledge graphs. Both methods are evaluated through their implementation and the results are promising.

Reverse engineering in many-body quantum physics: Correspondence between many-body systems and effective single-particle equations

The mapping, exact or approximate, of a many-body problem onto an effective single-body problem is one of the most widely used conceptual and computational tools of physics. Here, we propose and investigate the inverse map of effective approximate single-particle equations onto the corresponding many-particle system. This approach allows us to understand which interacting system a given single-particle approximation is actually describing, and how far this is from the original physical many-body system. We illustrate the resulting reverse engineering process by means of the Kohn-Sham equations of density-functional theory. In this application, our procedure sheds light on the nonlocality of the density-potential mapping of density-functional theory, and on the self-interaction error inherent in approximate density functionals.

Desenvolvimento, testes e qualidade de software

RESUMO: Hoje em dia o software tornou-se num elemento útil na vida das pessoas e das empresas. Existe cada vez mais a necessidade de utilização de aplicações de qualidade, com o objectivo das empresas se diferenciarem no mercado. As empresas produtoras de software procuram aumentar a qualidade nos seus processos de desenvolvimento, com o objectivo de garantir a qualidade do produto final. A dimensão e complexidade do software aumentam a probabilidade do aparecimento de não-conformidades nestes produtos, resultando daí o interesse pela actividade de testes de software ao longo de todo o seu processo de concepção, desenvolvimento e manutenção. Muitos projectos de desenvolvimento de software são entregues com atraso por se verificar que na data prevista para a sua conclusão não têm um desempenho satisfatório ou por não serem confiáveis, ou ainda por serem difíceis de manter. Um bom planeamento das actividades de produção de software significa usualmente um aumento da eficiência de todo o processo produtivo, pois poderá diminuir a quantidade de defeitos e os custos que decorrem da sua correcção, aumentando a confiança na utilização do software e a facilidade da sua operação e manutenção. Assim se reconhece a importância da adopção de boas práticas no desenvolvimento do software. Para isso deve-se utilizar uma abordagem sistemática e organizada com o intuito de produzir software de qualidade. Esta tese descreve os principais modelos de desenvolvimento de software, a importância da engenharia dos requisitos, os processos de testes e principais validações da qualidade de software e como algumas empresas utilizam estes princípios no seu dia-a-dia, com o intuito de produzir um produto final mais fiável. Descreve ainda alguns exemplos como complemento ao contexto da tese. ABSTRACT: Nowadays the software has become a useful element in people's lives and it is increasingly a need for the use of quality applications from companies in order to differentiate in the market. The producers of software increase quality in their development processes, in order to ensuring final product quality. The complexity and size of software, increases the probability of the emergence of non-conformities in these products, this reason increases of interest in the business of testing software throughout the process design, development and maintenance. Many software development projects are postpone because in the date for delivered it’s has not performed satisfactorily, not to be trusted, or because it’s harder to maintain. A good planning of software production activities, usually means an increase in the efficiency of all production process, because it can decrease the number of defects and the costs of it’s correction, increasing the reliability of software in use, and make it easy to operate and maintenance. In this manner, it’s recognized the importance of adopting best practices in software development. To produce quality software, a systematic and organized approach must be used. This thesis describes the main models of software development, the importance of requirements engineering, testing processes and key validation of software quality and how some companies use these principles daily, in order to produce a final product more reliable. It also describes some examples in addition to the context of this thesis.

A engenharia de requisitos como processo inovador nas organizações

Trabalho realizado sob orientação do Prof. António Brandão Moniz para a disciplina “Factores Sociais da Inovação” do Mestrado Engenharia Informática realizado na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa

Viewpoints and goals: towards an integrated approach

Dissertação de Mestrado em Engenharia Informática

Integração de um sistema de gestão de informação clínica hospitalar numa unidade de cuidados continuados

O crescimento da população idosa impõe o desenvolvimento de serviços de qualidade orientados para as necessidades comuns desta faixa etária. A área dos cuidados continuados corresponde a um segmento em crescimento com um forte potencial de desenvolvimento no que concerne ao domínio dos sistemas de informação (SI). O presente trabalho pressupõe o acompanhamento do processo de integração de um SI de uma Unidade Hospitalar (UH) numa Unidade de Cuidados Continuados (UCC) para idosos. A análise envolveu o recurso à Teoria Actor-network (ANT), enquanto posicionamento teórico de relevo para o desenvolvimento de SI. Esta teoria coloca, equitativamente, em destaque os factores humano e não humano como concorrentes para o sucesso no desenvolvimento de um SI. O processo em destaque neste trabalho envolveu a análise compreensiva dos SI das unidades de saúde envolvidas; monitorização e descrição do processo de integração do SI de inspiração hospitalar na UCC; avaliação do resultado final; estabelecimento de requisitos fundamentais para o desenho de um SI adaptado a uma organização prestadora de cuidados continuados a idosos. Estas etapas foram desenvolvidas tendo por base a concretização de 3 ciclos, integradores dos conceitos da ANT com o processo de Engenharia de Requisitos: Ciclo 1 - análise do sistema sócio-técnico; Ciclo 2 – desenho do novo sistema sócio-técnico; Ciclo 3 – transformação da rede sócio-técnica. A metodologia inerente ao processo envolveu a análise documental, realização de notas de campo, entrevista e questionário. Os requisitos são apresentados através da conceptualização de um SI denominado Gestão de Cuidados Residenciais (GCR). Conclui-se, que para que um SI resulte com eficácia, eficiência e efetividade para uma organização, deverá revelar-se adaptado ao propósito e missão da organização em causa, sob pena de induzir fragilidade ao ciclo operacional e ao modelo de gestão de informação.

Adding SOS Core & transactional profiles support to a web thin client

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Aplicação móvel android de apoio a gestão de empréstimos e reservas das bibliotecas da Universidade do Minho

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Telecomunicações e Informática

Intranetin ylläpitoprosessin kehittäminen

Työn tavoitteena on tutkia intranetin ylläpitoprosessien merkitystä sisäisen viestinnän, tiedonhallinnan ja käytettävyyden kannalta. Työn kirjallisuusosuuden tavoitteena on tutustua yrityksen sisäisen viestinnän eri tekijöihin, tavoitteisiin, merkityksiin ja menetelmiin. Intranetin roolia organisaation kontekstissa tarkastellaan näkökulmista: organisaatio, tieto organisaatiossa, organisaatioiden sisäinen viestintä ja viestintäteknologian keinot sisäiseen viestintään. Kirjallisuusosan toisena tavoitteena on tutustua käyttäjäkeskeisen suunnittelun lähtökohtiin ja malleihin. Nykypäivän tuotteissa käyttäjäkeskeisyys on itsestään selvää, ja se otetaankin huomioon jo tuotesuunnittelun alkuvaiheista lähtien. Työssä tutustutaan kolmeen käyttäjäkeskeisen suunnittelun prosessimalliin: ISO 13407 –prosessimalli, Usability engineering lifecycle ja vaatimusmäärittelyn spiraalimalli. Työssä esitellään myös käyttäjäkeskeisen vaatimusmäärittelyn toteuttamiseen liittyviä vaiheita, tekijöitä ja toimenpiteitä. Työn käytännönosuudessa tarkastellaan case-yrityksen intranet-palvelun nykytilannetta ja kuvataan nykyinen ylläpitoprosessi ja sen ongelmakohdat. Työn tavoitteena on pohtia ratkaisuja näihin ongelmiin. Käytännössä tämä tarkoittaa intranetin vaatimusmäärittelyn tekemistä, jonka pohjalta voidaan tunnistaa kehityskohteet ja tehdä suunnitelma toimintojen kehittämisestä. Työn lopputuloksena saadaan prosessien kuvaus, joilla ylläpito hoituu parhaiten.

Thick XML client and technology of its construction

Nykyään kolmeen kerrokseen perustuvat client-server –sovellukset ovat suuri kinnostuskohde sekä niiden kehittäjille etta käyttäjille. Tietotekniikan nopean kehityksen ansiosta näillä sovelluksilla on monipuolinen käyttö teollisuuden eri alueilla. Tällä hetkellä on olemassa paljon työkaluja client-server –sovellusten kehittämiseen, jotka myös tyydyttävät asiakkaiden asettamia vaatimuksia. Nämä työkalut eivät kuitenkaan mahdollista joustavaa toimintaa graafisen käyttöliittyman kanssa. Tämä diplomityö käsittelee client-server –sovellusten kehittamistä XML –kielen avulla. Tämä lähestymistapa mahdollistaa client-server –sovellusten rakentamista niin, että niiden graafinen käyttöliittymä ja ulkonäkö olisivat helposti muokattavissa ilman ohjelman ytimen uudelleenkääntämistä. Diplomityö koostuu kahdesta ostasta: teoreettisesta ja käytännöllisestä. Teoreettinen osa antaa yleisen tiedon client-server –arkkitehtuurista ja kuvailee ohjelmistotekniikan pääkohdat. Käytannöllinen osa esittää tulokset, client-server –sovellusten kehittämisteknologian kehittämislähestymistavan XML: ää käyttäen ja tuloksiin johtavat usecase– ja sekvenssidiagrammit. Käytännöllinen osa myos sisältää esimerkit toteutetuista XML-struktuureista, jotka kuvaavat client –sovellusten kuvaruutukaavakkeiden esintymisen ja serverikyselykaaviot.

Object-oriented development of client / server application: case study of service control software

Tässä työssä on esitetty sen ohjelmiston kehittämisen prosessi, joka on tarkoitettu annettavien palveluiden valvottavaksi käyttäen prototyyppimallia. Raportti sisältää vaatimusten, kohteisiin suunnatun analyysin ja suunnittelun, realisointiprosessien kuvauksen ja prototyypin testauksen. Ohjelmiston käyttöala – antavien palveluiden valvonta. Vaatimukset sovellukselle analysoitiin ohjelmistomarkkinoiden perusteella sekä ohjelmiston engineeringin periaatteiden mukaisesti. Ohjelmiston prototyyppi on realisoitu käyttäen asiakas-/palvelinhybridimallia sekä ralaatiokantaa. Kehitetty ohjelmisto on tarkoitettu venäläisille tietokonekerhoille, jotka erikoistuvat pelipalvelinten antamiseen.

Achieving Traceability

Tämä diplomityö käsittelee vaatimusmäärittelyä. Erityinen keskittymisalue on vaatimusten jäljitettävyys. Vaatimusmäärittely on osa ohjelmistokehitysprosessia. Insinöörit tietävät, että ymmärtääkseen ongelmaa on sen lähtökohdat ymmärrettävä. Tästä huolimatta määrittelyvaihe epähuomioidaan helposti. Diplomityössä kartoitetaan ensin vaatimusmäärittelyä järjestelmäprojektin osana. Vaatimusmäärittelyn rakennetta tarkennetaan ja sen sisältöä tuodaan esille. Olemassaolevana projektina analysoidaan, kuinka Soneran Mobile Pay osaston suorittama vaatimusmäärittely on toteutunut Mobile Payment Platform projektin alkuvaiheessa. Lähinnä keskitytään näyttämään, kuinka vaatimukset on kirjattu ylös. Tämän jälkeen tarkastellaan jäljitettävyyden olemusta. Työssä kartoitetaan lukijalle, mitä jäljitettävyys tarkoittaa. Kartoituksen jälkeen käydään läpi jäljitettävyyttä tukevia toimenpiteitä Sonera Mobile Payn tuotekehitysprosessissa.

Vaatimusmäärittelykäytäntöjen sovellettavuus talousohjauksen vaatimuksia kartoitettaessa

Vaatimusten määrittelyn tarkoitus on kartoittaa tietojärjestelmän käyttäjien työtehtäviä ja niihin liittyviä järjestelmän toiminnallisia ja ei-toiminnallisia vaatimuksia. Todellinen asiakasnäkökulma tulee esille yrityksen itse käynnistämässä vaatimusten määrittelyssä. Nykytilan selvittäminen ja kriittisten toimintojen havaitseminen käynnistävät kohdeyksikössä käytävän keskinäisen keskustelun, mikä on edellytyksenä järjestelmävaatimusten havaitsemiseen. Tämän työn teoriaosuudessa lähestytään eri näkökulmia vaatimustenmäärittelyyn. Tämän jälkeen esitellään muutamia asiakasyritykselle sopivia määrittelymenetelmiä, joita voidaan hyödyntää valmisohjelmistohankeen määrittelyssä. Työssä esitetään myös toiminnanohjaukseen ja tietovarastointiin tarkoitettujen järjestelmien tapaa kerätä taloudellista informaatiota ja luoda raportteja johdolle päätöksenteon tueksi. Työn empiirisessä osassa selvitetään mitkä ovat Lappeenrannan Energia Oy:n asettamat liiketoiminnalliset tarpeet ja vaatimukset uudelle talousohjauksen tietojärjestelmälle.