Process Modelling for Control of Product Wall Thickness in Thermoforming

The present paper describes the results of an investigation into the modelling of plug assisted thermoforming. The objective of this work was to improve the finite element modelling of thermoforming through an enhanced understanding of the physical elements underlying the process. Experiments were carried out to measure the effects on output of changes in major parameters and simultaneously simple finite element models were constructed. The experimental results show that the process creates conflicting and interrelated contact friction and heat transfer effects that largely dictate the final wall thickness distribution. From the simulation work it was demonstrated that a high coefficient of friction and no heat transfer can give a good approximation of the actual wall thickness distribution. However, when conduction was added to the model the results for lower friction values were greatly improved. It was concluded that further work is necessary to provide realistic measurements and models for contact effects in thermoforming.

Quasiexperimental Study of the Effects of Antibiotic Use, Gastric Acid-Suppressive Agents, and Infection Control Practices on the Incidence of Clostridium difficile-Associated Diarrhea in Hospitalized Patients

The objective of this study was to evaluate the effects of antimicrobial drug use, gastric acid-suppressive agent use, and infection control practices on the incidence of Clostridium difficile-associated diarrhea (CDAD) in a 426-bed general teaching hospital in Northern Ireland. The study was retrospective and ecological in design. A multivariate autoregressive integrated moving average (time-series analysis) model was built to relate CDAD incidence with antibiotic use, gastric acid-suppressive agent use, and infection control practices within the hospital over a 5-year period (February 2002 to March 2007). The findings of this study showed that temporal variation in CDAD incidence followed temporal variations in expanded-spectrum cephalosporin use (average delay = 2 months; variation of CDAD incidence = 0.01/100 bed-days), broad-spectrum cephalosporin use (average delay = 2 months; variation of CDAD incidence = 0.02/100 bed-days), fluoroquinolone use (average delay = 3 months; variation of CDAD incidence = 0.004/100 bed-days), amoxicillin-clavulanic acid use (average delay = 1 month; variation of CDAD incidence = 0.002/100 bed-days), and macrolide use (average delay = 5 months; variation of CDAD incidence = 0.002/100 bed-days). Temporal relationships were also observed between CDAD incidence and use of histamine-2 receptor antagonists (H2RAs; average delay = 1 month; variation of CDAD incidence = 0.001/100 bed-days). The model explained 78% of the variance in the monthly incidence of CDAD. The findings of this study highlight a temporal relationship between certain classes of antibiotics, H2RAs, and CDAD incidence. The results of this research can help hospitals to set priorities for restricting the use of specific antibiotic classes, based on the size-effect of each class and the delay necessary to observe an effect.

Interactive management control via analytic hierarchy process (AHP). An empirical study in a public university hospital

Management control in public university hospitals is a challenging task because of continuous changes due to external pressures (e.g. economic pressures, stakeholder focuses and scientific progress) and internal complexities (top management turnover, shared leadership, technological evolution, and researcher oriented mission). Interactive budgeting contributed to improving vertical and horizontal communication between hospital and stakeholders and between different organizational levels. This paper describes an application of Analytic Hierarchy Process (AHP) to enhance interactive budgeting in one of the biggest public university hospital in Italy. AHP improved budget allocation facilitating elicitation and formalization of units' needs. Furthermore, AHP facilitated vertical communication among manager and stakeholders, as it allowed multilevel hierarchical representation of hospital needs, and horizontal communication among staff of the same hospital, as it allowed units' need prioritization and standardization, with a scientific multi-criteria approach, without using complex mathematics. Finally, AHP allowed traceability of a complex decision making processes (as budget allocation), this aspect being of paramount importance in public sectors, where managers are called to respond to many different stakeholders about their choices.

Bottom up strategies for the morphology control of BaTiO3 particulates

As propriedades funcionais dos materiais ferroeléctricos tais como a polarização reversível, piroelectricidade, piezoelectricidade, elevada actividade óptica não linear e comportamento dieléctrico não linear são fundamentais para a sua aplicação em sensores, microactuadores, detectores de infravermelhos, filtros de fase de microondas e memórias não-voláteis. Nos últimos anos, motivado pelas necessidades industriais de redução do tamanho dos dispositivos microelectrónicos, aumentando a eficiência volumétrica, tem sido feito um grande esforço ao nível da investigação para desenvolver estruturas ferroeléctricas à escala micro- e nano- métrica. É sabido que a redução de tamanho em materiais ferroeléctricos afecta significamente as suas propriedades. Neste sentido e considerando que foi previsto teoreticamente por cálculos ab initio que estruturas do tipo nanocilindros e nanodiscos apresentariam um novo tipo de ordem ferroeléctrica e, na expectativa de alcançar conhecimento para o desenvolvimento de uma nova geração de dispositivos microelectróncos, existe um grande interesse em desenvolver métodos de fabrico de nanoestruturas ferroeléctricas unidimensionais (1D) tais como nanocilindros e nanotubos. As estratégias de fabrico de nanoestruturas 1D até agora descritas na literatura indicam claramente as dificuldades inerentes à sua preparação. Existem duas grandes vias de síntese destas nanoestruturas: i) o método “topdown” que consiste na redução de tamanho de um dado material até à obtenção duma estrutura 1D; e ii) o método “bottom-up” em que átomos, iões e moléculas são agrupados para formar um material 1D. O método “top down” envolve em geral técnicas de desgaste, como o uso do feixe de electrões, que apesar de permitirem elevada precisão no posicionamento e no controlo do tamanho, falham em termos de resolução, exigem muito tempo e causam facilmente defeitos que deterioram as propriedades físicas destes materiais. Na metodologia “bottom up” a utilização de moléculas ou estruturas “molde” tem sido a mais explorada. As estructuras 1D podem também ser preparadas sem recorrer a “moldes”. Neste caso a agregação orientada é promovida pelo recurso a aditivos que controlam o crescimento dos cristais em direcções preferenciais. Neste contexto, neste trabalho utilizaram-se duas estratégias “bottom up” de baixo custo para a preparação de nanopartículas de titanato de bário (BaTiO3) com morfologia controlada: 1) síntese química (em solução e em fase vapor) com utilização de nanotubos de titanato TiNTs) como “moldes” e precursores de titânio 2) síntese química em solução com presença de aditivos. Os nanotubos de titanato de sódio foram preparados por síntese hidrotermal. Como existiam muitas dúvidas acerca da natureza estrutural e do mecanismo de formação dos NTs, a parte inicial do trabalho foi dedicada à realização de um estudo sistemático dos parâmetros intervenientes na síntese e à caracterização da sua estrutura e microestrutura. Foi demonstrado que os NTs têm a fórmula geral A2Ti2O5 (A = H+ or Na+), e não TiO2 (anátase) com defendido por vários autores na literatura, e podem ser preparados por método hidrotermal em meio fortemente alcalino usando como fonte de titânio TiO2 comercial na forma de anátase ou rútilo. A menor reactividade do rútilo exige temperaturas de síntese superiores ou tempos de reacção mais longos. A forma tubular resulta do tratamento hidrotermal e não de processos de lavagem e neutralização subsequentes. Se os NTs forem tratados após a síntese hidrotérmica em água a 200 ºC, transformam-se em nanocilindros. Uma das partes principais desta tese consistiu na investigação do papel dos NTs de titanato no crescimento anisotrópico de BaTiO3. O potencial funcionamento dos NTs como “moldes” para além de precursores foi testado em reacção com hidróxido de bário em síntese em solução e por reacção com um precursor orgânico de bário em fase vapor. Tendo por base os estudos cinéticos realizados, bem como as alterações estruturais e morfológicas das amostras, é possível concluir que a formação do BaTiO3 a partir de NTs de titanato de sódio, ocorre por dois mecanismos dependendo da temperatura e tempo de reacção. Assim, a baixa temperatura e curto tempo de reacção verifica-se que se formam partículas dendríticas de BaTiO3 cuja superfície é bastante irregular (“wild”) e que apresentam estrutura pseudo-cúbica. Estas partículas formam-se por reacção topotáctica na fronteira dos nanotubos de titanato de sódio. A temperaturas mais altas e/ou reacções mais longas, a reacção é controlada por um mecanismo de dissolução e precipitação com formação de dendrites de BaTiO3 tetragonais com superfície mais regular (“seaweed”). A microscopia de força piezoeléctrica mostrou que as dendrites “seaweeds“ possuem actividade piezoeléctrica superior à das dendrites “wild”, o que confirma o papel desempenhado pela estrutura e pela concentração de defeitos na rede na coerência e ordem ferroeléctrica de nanoestruturas. Os nossos resultados confirmam que os NTs de titanato não actuam facilmente como “moldes” na síntese em solução de BaTiO3 já que a velocidade de dissolução dos NTs em condições alcalinas é superior à velocidade de formação do BaTiO3. Assumindo que a velocidade de reacção dos NTs com o precursor de bário é superior em fase vapor, efectuou-se a deposição de um precursor orgânico de bário por deposição química de vapor sobre um filme de NTs de titnato de sódio depositados por deposição electroforética. Estudou-se a estabilidade dos NTs nas diferentes condições do reactor. Quando os NTs são tratados a temperaturas superiores a 700 ºC, ocorre a transformação dos NTs em nanocilindros de anatase por um mecanismo de agregação orientada. Quando se faz a deposição do precursor de bário, seguida de calcinação a 700 ºC em atmosfera oxidante de O2, verifica-se que a superficie dos NTs fica coberta com nanocristais de BaTiO3 independentemente da concentração de bário. O papel dos NTs de titanato no crescimento anisotrópico de BaTiO3 em fase vapor é assim descrito pela primeira vez. Em relação à metodologias de crescimento de partículas na ausência de “moldes” mas com aditivos fez-se um estudo sistemático utilizando 5 aditivos de natureza differente. As diferenças entre aditivos foram sistematizadas tendo em conta as diferenças estruturais e morfológicas verificadas. Está provado que os aditivos podem funcionar como modificadores de crescimento cristalino por alteração do seu padrão de crescimento ou por alteração da cinética de crescimento das faces cristalográficas do cristal. Entre os aditivos testados verificou-se que o ácido poliacrilíco adsorve em faces específicas do BaTiO3 alterando a cinética de crescimento e induzindo a agregação orientada das partículas. O polivinilpirrolidona, o docecilsulfato de sódio e hidroxipropilmetilcelulose actuam mais como inibidores de crescimento do que como modificadores do tipo de crescimento. A D-frutose aumenta a energia de activação da etapa de nucleação não ocorrendo formação de BaTiO3 para as mesmas condições dos outros aditivos. Esta tese clarifica o papel dos NTs de titanato de sódio enquanto precursores e “moldes” no crescimento anisotrópico de BaTiO3 em solução e em fase vapor. É feita também a abordagem do controlo morfológico do BaTiO3 através do uso de aditivos. As estratégias de preparação de BaTiO3 propostas são de baixo custo, reprodutíveis e fáceis de efectuar. Os resultados contribuem para uma melhor compreensão da relação tamanho – morfologia – propriedade em materiais ferroeléctricos nanométricos com vista à sua potencial aplicação.

Treatment intensification and risk factor control: toward more clinically relevant quality measures.

BACKGROUND: Intensification of pharmacotherapy in persons with poorly controlled chronic conditions has been proposed as a clinically meaningful process measure of quality. OBJECTIVE: To validate measures of treatment intensification by evaluating their associations with subsequent control in hypertension, hyperlipidemia, and diabetes mellitus across 35 medical facility populations in Kaiser Permanente, Northern California. DESIGN: Hierarchical analyses of associations of improvements in facility-level treatment intensification rates from 2001 to 2003 with patient-level risk factor levels at the end of 2003. PATIENTS: Members (515,072 and 626,130; age >20 years) with hypertension, hyperlipidemia, and/or diabetes mellitus in 2001 and 2003, respectively. MEASUREMENTS: Treatment intensification for each risk factor defined as an increase in number of drug classes prescribed, of dosage for at least 1 drug, or switching to a drug from another class within 3 months of observed poor risk factor control. RESULTS: Facility-level improvements in treatment intensification rates between 2001 and 2003 were strongly associated with greater likelihood of being in control at the end of 2003 (P < or = 0.05 for each risk factor) after adjustment for patient- and facility-level covariates. Compared with facility rankings based solely on control, addition of percentages of poorly controlled patients who received treatment intensification changed 2003 rankings substantially: 14%, 51%, and 29% of the facilities changed ranks by 5 or more positions for hypertension, hyperlipidemia, and diabetes, respectively. CONCLUSIONS: Treatment intensification is tightly linked to improved control. Thus, it deserves consideration as a process measure for motivating quality improvement and possibly for measuring clinical performance.

Markov Process Modeling of A System Under WIPLOAD Control

This paper analyzes a proposed release controlmethodology, WIPLOAD Control (WIPLCtrl), using a transfer line case modeled by Markov process modeling methodology. The performance of WIPLCtrl is compared with that of CONWIP under 13 system configurations in terms of throughput, average inventory level, as well as average cycle time. As a supplement to the analytical model, a simulation model of the transfer line is used to observe the performance of the release control methodologies on the standard deviation of cycle time. From the analysis, we identify the system configurations in which the advantages of WIPLCtrl could be observed.

Els valors límit d'exposició professional i límits biològics per a agents químics en l'àmbit de treball, mesura i control. Evolució de la normativa sobre el plom i la seva incidència sobre els accidents laborals i malalties professionals en la indústria ceràmica

L'objectiu d'aquesta tesi és l'estudi dels valors límit d'exposició professional previstos en la normativa actual com a valors de referència per a l'avaluació i control dels riscos que comporta l'exposició a agents químics presents en el lloc de treball, fonamentalment per inhalació, per protegir la salut dels treballadors. No es pretén realitzar ni un estudi epidemiològic ni un estudi d'higiene, només s'utilitzen els valors d'exposició professional per analitzar el compliment de la normativa sobre la presència de plom en l'ambient de treball, i comprovar si el compliment de la normativa comporta la millora de la salut dels treballadors en funció de la millora de les concentracions de valors ambientals o biològics de l'exposició dels treballadors. La Directiva 98/24/CE deroga les Directives 80/1107/CEE sobre la protecció dels treballadors contra els riscos relacionats amb l'exposició a agents químics, físics i biològics durant el treball, i la Directiva 82/605/CEE, sobre la protecció dels treballadors contra riscos relacionats amb una exposició al plom metàl·lic i als seus compostos iònics durant el treball. S'analitza l'evolució de la normativa sobre la presència d'agents químics en l'ambient de treball, i en concret el plom, i la seva incidència en els accidents laborals i malalties professionals, i el compliment de la normativa al final d'un cicle marcat per l'entrada en vigor de la Directiva 98/24/CE. Per realitzar l'anàlisi anteriorment esmentada s'estudia la indústria ceràmica de les comarques gironines, de la construcció, de l'alimentació i decorativa, a través de les mesures de plom en l'ambient laboral i les mesures de plom en sang dels treballadors d'aquesta indústria des de 1991 a 1996.

Application of a novel optimal control algorithm to a benchmark fed-batch fermentation process

A novel algorithm for solving nonlinear discrete time optimal control problems with model-reality differences is presented. The technique uses Dynamic Integrated System Optimisation and Parameter Estimation (DISOPE) which has been designed to achieve the correct optimal solution in spite of deficiencies in the mathematical model employed in the optimisation procedure. A method based on Broyden's ideas is used for approximating some derivative trajectories required. Ways for handling con straints on both manipulated and state variables are described. Further, a method for coping with batch-to- batch dynamic variations in the process, which are common in practice, is introduced. It is shown that the iterative procedure associated with the algorithm naturally suits applications to batch processes. The algorithm is success fully applied to a benchmark problem consisting of the input profile optimisation of a fed-batch fermentation process.