Todennäköisyyspohjaisen kaapelipaloriskianalyysimenetelmän kehittäminen ydinvoimalaitokselle

Ydinenergian tuottamisessa turvallisuus on tärkeää. Todennäköisyyspohjaisella riskianalyysillä voidaan arvioida turvallisuusvaatimusten täyttymistä eri tilanteissa. Tässä diplomityössä tarkastellaan todennäköisyyspohjaisen riskianalyysin käyttöä ydinvoimalaitoksen kaapelipalojen vaikutusten arvioinnissa. Työn tarkoituksena on omalta osaltaan edistää ydinvoimalaitosten kaapelipaloturvallisuuden parantamista. Työssä esitellään todennäköisyyspohjaisen riskianalyysin ja todennäköisyyspohjaisen paloanalyysin periaatteet sekä nykyiset kaapelipaloanalyysimenetelmät. Olemassa olevien menetelmien pohjalta kehitettiin menetelmä Olkiluoto 1 ja 2 laitosyksiköiden kaapelipaloturvallisuuden arviointiin. Työssä tarkastellaan myös maailmalla sattuneita kaapelipaloja sekä ydinvoimalaitosten palosimulointiin kehitettyä ohjelmistoa. Työssä kehitetty kaapelipaloanalyysi jakautuu kahteen päävaiheeseen: virtapiirien vika-analyysiin ja virtapiirivikojen todennäköisyysanalyysiin. Virtapiirien vika-analyysi käsittää kaapeleiden vikamoodien, virtapiirien vikaantumisluokkien sekä vikaantumisten vaikutuksien määrittämisen. Virtapiirivikojen todennäköisyysanalyysissä määritetään puolestaan vikaantumistodennäköisyydet kaapelipalokokeiden tulosten pohjalta. Kehitettyä analyysimenetelmää sovellettiin esimerkinomaisesti Olkiluoto 1 ja 2 laitosyksiköiden kahdelle eri huonetilalle. Tuloksena saatiin turvallisuudelle tärkeiden järjestelmien virtapiirien vikaantumismallit sekä niiden todennäköisyydet. Tulosten perusteella voidaan todeta, että työssä kehitetty kaapelipaloanalyysimenetelmä toimi hyvin. Tulevaisuudessa menetelmää on tarkoitus hyödyntää Olkiluoto 1 ja 2 -laitosyksiköiden kaapelipaloturvallisuuden arvioinnissa.

Hankintaprosessin suorituskyvyn arviointi ja kehittäminen

Tämän työn tarkoituksena oli tarkastella kohdeorganisaation hankintaprosessin suorituskykyä. Tutkimuksen päämääränä oli tuottaa yritykselle sellaista tietoa ja arviointikriteerejä, joiden avulla yritys voi kehittää valmiuksiaan oman suorituskyvyn tehokkaampaan arviointiin tulevaisuudessa. Tutkielma tehtiin Skanska Oy:n osto-osastolle Helsinkiin. Tutkimuksen kohteeksi valittiin kausisopimusten hankintaprosessi epäsuorissa hankinnoissa, kotimaisilla markkinoilla. Keskitetyn kausisopimusten hankintaprosessin tarkoituksena on tuottaa yritykselle kilpailukykyisiä sopimuksia sekä saavuttaa prosessin parempi hallinta ja läpinäkyvyys. Tietoa tutkimuksen kohteena olevasta prosessista kerättiin haastatteluilla ja keskustelutuokioilla sekä yrityksen dokumenteista. Aineiston keräämisen kautta pyrittiin saamaan syvempi kuva prosessin toiminnasta, sen ongelmakohdista sekä niiden syistä ja seurauksista. Toisen tarkastelunäkökulman prosessin arvioinnille tarjosi läpimenoajan mittaaminen. Saatua aineistoa luokiteltiin vika- ja vaikutusanalyysiin pohjautuvalla mallilla sekä Monte Carlo – simulaatiomenetelmään perustuvalla ohjelmalla. Työn tuloksena esitetään tutkimuksen kohteena olevalle prosessille sopivia kehitystoimenpiteitä sekä suositeltavia prosessin mittaamisalueita.

Hankintaprosessin arviointi ja kehittäminen Case: NCC Rakennus Oy

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on löytää keinoja NCC Rakennus Oy:n hankinta- ja tilausprosessien tehostamiseen. Tutkimuksen kohteena ovat projektikohtaisten hankintojen hankintaprosessi, kausisopimuksiin perustuvat tilausprosessit sekä hankintakäytännöt. Tutkimus on toteutettu laadullisena tapaustutkimuksena ja pääasiallisena aineistonkeruumenetelmänä on käytetty teemahaastatteluita. Teemahaastattelujen avulla on pyritty selvittämään kuinka ihmiset ja järjestelmät toimivat prosesseissa ja tunnistamaan eri prosessivaiheiden mahdollisia ongelmakohtia. Mahdolliset ongelmakohdat ja niiden kehitysehdotukset on tässä tutkimuksessa jäsennetty vika- ja vaikutusanalyysin avulla. Saatujen tulosten mukaan hankinta- ja tilausprosessien tehostaminen vaatii muun muassa yhteisten toimintatapojen rakentamista, koulutusta ja yhteistyön kehittämistä eri sidosryhmien kanssa.

Identificação e avaliação de variáveis críticas no processo de produção da cana-de-açúcar

A cana-de-açúcar é uma das culturas mais importantes economicamente no Brasil, apresentando para os próximos anos perspectiva de expansão da área cultivada. Em razão do aumento da demanda, faz-se necessária a manutenção e o incremento da produtividade no campo, otimizando, assim, os recursos já disponibilizados. O aprimoramento das operações agrícolas envolvidas na produção é uma das alternativas para o aumento da produtividade. É necessário, por questões operacionais e custos envolvidos, identificar aquelas operações de maior importância e estabelecer os padrões a serem atendidos pelas mesmas. Para tanto, o objetivo deste trabalho foi identificar e avaliar as variáveis críticas presentes no processo de produção da cana-de-açúcar. O trabalho foi desenvolvido em duas etapas. A primeira constou da identificação das variáveis críticas por meio da FMEA "Failure Mode and Effect Analysis" - e a segunda da avaliação no campo da variável de maior criticidade, determinando a capacidade do processo por meio do índice Cpk. Dezessete variáveis foram identificadas, sendo o espaçamento irregular entre sulcos a mais crítica. Os sistemas de orientação da operação de sulcação, manual e automático, não são capazes de atender aos limites de tolerância do espaçamento entre sulcos adotados pela Usina. É necessário rever esses limites e/ou analisar alternativas para melhorar os sistemas, a fim de atender aos padrões desejados.

Elintarviketehtaan tuotantolinjan kunnonvalvonnan kehittäminen

Tutkimuksen tavoitteena oli kunnonvalvontajärjestelmän kehittäminen nykyaikaiselle elintarviketeollisuuden tuotantolinjalle. Työssä etsittiin olemassa olevia kunnonvalvontamenetelmiä ja -sovelluksia erityisesti jäätelötuotantolaitteiden tarpeisiin. Kirjallisuudesta löydettiin sovelluksia lähinnä yksittäisille komponenteille ja kone-elimille. Tutkimuksen kohteena oleva tuotantolinja käytiin läpi toimintojen ja komponenttien osalta. Tehtaan laitekantaa ja valmiutta kunnonvalvonnan käyttöönotolle käsiteltiin yleisellä tasolla. Kunnonvalvontajärjestelmää kehitettäessä käytettiin hyväksi kirjallisuudesta löytyneitä menetelmiä, joista soveltuvimpia käytettiin kunnonvalvontametodien kartoittamiseen. Kunnonvalvontametodit muodostettiin toiminnanohjausjärjestelmästä ja linjan käyttöönotosta saatujen tietojen avulla. Tietoja käytettiin vika-vaikutusanalyysissä, joka oli pohjana komponentti- ja menetelmäkohtaisessa analyysissa. Kriittisiä ja tuotannon tehokkuuteen vaikuttavia koneenosia ja kokonaisuuksia tarkasteltiin kunnonvalvontamenetelmien soveltuvuuden avulla. Tutkimuksen edetessä kehitettiin kokonaisvaltaiset toiminnanohjausjärjestelmän avulla toimivat eritasoiset kunnonvalvontahypoteesit, joiden avulla linjan yksittäisten komponenttien kuntoa voidaan valvoa. Lisäksi tutkimuksessa kehitettiin uusia kunnonvalvontasovelluksia, joita on mahdollista käyttää myös tehtaan muilla linjoilla. Kunnonvalvontahypoteeseja käytettiin kokonaisen kunnonvalvontajärjestelmän luomiseen. Tehtaalla on mahdollisuus valita käyttöönotettavan kunnonvalvonnan taso hypoteesien sekä kunnossapitostrategian avulla.

Productivité de manuels scolaires adaptés pour élèves ayant deux années de retard en lecture

La complexité de la tâche qu’est la lecture du français en interaction avec les caractéristiques de la personne qui a un retard de deux ans en lecture, la population cible de cette recherche, place cette dernière en situation d’échec. Tous les processus impliqués dans l’acte de lire en interaction avec ces caractéristiques induisent des échecs et des retards d’apprentissage de la lecture. L’enseignant, qui souhaite utiliser un manuel scolaire tout en intégrant un élève de 3e année ne sachant toujours pas lire, a deux choix : lui offrir un manuel de 1re année, un manuel de 3e année ou adapter lui-même son matériel. Si l’enseignant lui remet un manuel de 1re année, l’élève vit des réussites, mais les thèmes sont infantilisants. Si l’enseignant remet un manuel de 3e année à ce même élève, les thèmes ne sont pas infantilisants, mais le niveau en lecture place ce dernier systématiquement en situation d’échec. Si l’enseignant adapte lui-même le matériel, l’entreprise est grande en charge de travail pour ce dernier. En réponse à ce dilemme, le Groupe DÉFI Accessibilité (GDA) a conçu des manuels scolaires adaptés. Ils sont, à première vue, identiques à la version originale Signet (3e année), mêmes thèmes, mêmes titres, mêmes numéros de pages, mêmes illustrations et mêmes réponses aux deux premières questions de chaque page, mais les textes sont simplifiés afin de permettre la lecture à l’élève de 3e année qui a deux ans de retard dans cette matière. En accord avec une stratégie de design inclusif, la simplification des manuels par le GDA a été réalisée en fonction des caractéristiques d’un groupe de référence reconnu pour avoir de grandes difficultés d’apprentissage de la lecture, soit des élèves qui ont des incapacités intellectuelles (Langevin, Rocque, Ngongang et Chaghoumi, 2012). L’objet de cette thèse est le calcul de la productivité et de l’efficience de ces manuels scolaires adaptés auprès d’élèves qui ont deux années de retard en lecture, la population cible. La méthodologie utilisée pour cette recherche est l’analyse de la valeur pédagogique, une méthode systématique de développement et d’évaluation de produits, procédés ou services, adaptée de l’ingénierie. Cette recherche a pour objet la troisième et dernière phase de l’analyse de la valeur pédagogique, soit l’évaluation des manuels scolaires adaptés. En analyse de la valeur pédagogique, comme pour cette recherche, la mise à l’essai a deux objectifs : comparer le prototype créé au cahier des charges fonctionnel regroupant toutes les fonctions que devrait remplir le produit pour répondre aux besoins de ses utilisateurs potentiels et calculer la productivité/efficience. Puisqu’il s’agit d’une première mise à l’essai, un troisième objectif est ajouté, soit la proposition de pistes d’amélioration au prototype de manuels scolaires adaptés. La mise à l’essai s’est échelonnée sur six mois. L’échantillon regroupe quatre enseignantes de 3e année, deux en classes spéciales et deux en classes régulières. Ces dernières enseignent à 32 élèves utilisateurs des manuels scolaires adaptés : six sont dyslexiques, quatre ont une connaissance insuffisante de la langue française, un a un trouble envahissant du développement avec incapacités intellectuelles et 21 ont des incapacités intellectuelles légères. Les résultats sont présentés sous la forme de trois articles. Les quatre enseignantes ont confirmé la réponse des manuels scolaires adaptés au cahier des charges fonctionnel. De plus, la phase de conception a été jugée efficiente et la phase d’utilisation productive. Il n’y a pas de modification à faire aux manuels scolaires adaptés. Par contre, le guide d’utilisateur doit être modifié, puisque l’outil n’a pas été utilisé tel qu’il était prévu par l’équipe de conception.

Enhanced electron-electron correlations in nanometric epitaxial SrRuO3 epitaxial films

Epitaxial and fully strained SrRuO3 thin films have been grown on SrTiO3(100). At initial stages the growth mode is three-dimensional- (3D-)like, leading to a finger-shaped structure aligned with the substrate steps and that eventually evolves into a 2D step-flow growth. We study the impact that the defect structure associated with this unique growth mode transition has on the electronic properties of the films. Detailed analysis of the transport properties of nanometric films reveals that microstructural disorder promotes a shortening of the carrier mean free path. Remarkably enough, at low temperatures, this results in a reinforcement of quantum corrections to the conductivity as predicted by recent models of disordered, strongly correlated electronic systems. This finding may provide a simple explanation for the commonly observed¿in conducting oxides-resistivity minima at low temperature. Simultaneously, the ferromagnetic transition occurring at about 140 K, becomes broader as film thickness decreases down to nanometric range. The relevance of these results for the understanding of the electronic properties of disordered electronic systems and for the technological applications of SrRuO3¿and other ferromagnetic and metallic oxides¿is stressed.

Effect of shear rupture on aggregate scale formation in sea ice

A discrete element model is used to study shear rupture of sea ice under convergent wind stresses. The model includes compressive, tensile, and shear rupture of viscous elastic joints connecting floes that move under the action of the wind stresses. The adopted shear rupture is governed by Coulomb’s criterion. The ice pack is a 400 km long square domain consisting of 4 km size floes. In the standard case with tensile strength 10 times smaller than the compressive strength, under uniaxial compression the failure regime is mainly shear rupture with the most probable scenario corresponding to that with the minimum failure work. The orientation of cracks delineating formed aggregates is bimodal with the peaks around the angles given by the wing crack theory determining diamond-shaped blocks. The ice block (floe aggregate) size decreases as the wind stress gradient increases since the elastic strain energy grows faster leading to a higher speed of crack propagation. As the tensile strength grows, shear rupture becomes harder to attain and compressive failure becomes equally important leading to elongation of blocks perpendicular to the compression direction and the blocks grow larger. In the standard case, as the wind stress confinement ratio increases the failure mode changes at a confinement ratio within 0.2–0.4, which corresponds to the analytical critical confinement ratio of 0.32. Below this value, the cracks are bimodal delineating diamond shape aggregates, while above this value failure becomes isotropic and is determined by small-scale stress anomalies due to irregularities in floe shape.

Anticipatory engineering: anticipation in sensory-motor systems of human

In visual tracking experiments, distributions of the relative phase be-tween target and tracer showed positive relative phase indicating that the tracer precedes the target position. We found a mode transition from the reactive to anticipatory mode. The proposed integrated model provides a framework to understand the antici-patory behaviour of human, focusing on the integration of visual and soma-tosensory information. The time delays in visual processing and somatosensory feedback are explicitly treated in the simultaneous differential equations. The anticipatory behaviour observed in the visual tracking experiments can be ex-plained by the feedforward term of target velocity, internal dynamics, and time delay in somatosensory feedback.

Bond Strength of Fiber Posts in Different Root Thirds Using Resin Cement

Purpose: The aim of the study was to assess the in vitro bond strength (BS) of glass fiber posts (GF) and carbon fiber posts (CF) in the cervical, middle, and apical thirds of root canals cemented with RelyX-Unicem (RX) and Cement-Post (CP). Materials and Methods: Forty maxillary canines were divided into 4 groups (n = 10) according to the cement and post used: group 1: GF and RX; group 2: CF and RX; group 3: GF and CP; group 4: CF and CP. The push-out test was applied in the cervical, middle and apical thirds of each specimen to assess bond strength of the cement/post complex to the root canal wall. The data obtained were submitted to ANOVA (Bonferroni test, p < 0.05), and fracture analysis was done with SEM. Results: The GF posts presented the best results when cemented with RX and with CF (p < 0.05). RX presented the highest BS values for both GF and CF (p < 0.05). For all the groups, BS was higher in the cervical third, followed by the middle and apical thirds. Fracture analysis showed a predominance of cohesive fracture of posts for RX, and a predominance of adhesive fracture between dentin/cement, and mixed failure mode for CP. Conclusion: GF posts cemented with RX presented the highest BS values in all root thirds.

Uma metodologia para adaptação e melhoria de produtos a partir da engenharia reversa

O tema desta dissertação de mestrado é o estudo da Engenharia Reversa como ferramenta de suporte à melhoria e adaptação de produtos. A partir de conceitos teóricos sobre desenvolvimento de produtos e melhoria de processos, propõe-se uma metodologia para adaptação de produtos destinados à exportação. A metodologia proposta consiste de oito passos, contemplando etapas de identificação e priorização das demandas de adaptação de produtos e elencando ferramentas auxiliares no atingimento dos objetivos desejados. A etapa inicial deste trabalho consiste de uma revisão bibliográfica dividida em duas partes: (i) adaptação de produtos através da utilização da Engenharia Reversa e seus habilitadores, e (ii) ferramentas para melhoria de processos. Os tópicos contemplados em (ii) incluem ferramentas para o mapeamento de processos de manufatura e para a sua melhoria. Destaque especial é dado ao Desdobramento da Função Qualidade – QFD (Quality Function Deployment), a Análise de Modos e Efeitos de Falhas (FMEA – Failure Mode and Effect Analysis) e às Cartas de Processos. Na seqüência, apresentam-se os passos da metodologia proposta para a adaptação de produtos às demandas de mercado utilizando a Engenharia Reversa e seus habilitadores. Finalmente, os passos metodológicos são aplicados a um caso prático, cujo objetivo é a adaptação de um pincel, produzido por uma empresa gaúcha, às demandas de um distribuidor alemão de ferramentas manuais.

Avaliação de impactos e custos ambientais em processos industriais : uma abordagem metodológica

A preocupação com a qualidade ambiental aumentou significativamente nos últimos anos. Isso é evidenciado pela rígida legislação ambiental e pela mudança de comportamento da sociedade frente a esse assunto. Nesse contexto, as indústrias vêm sendo pressionadas a adequar seus processos produtivos às novas exigências. A fim de auxiliá-las nessa tarefa, várias metodologias de avaliação ambiental foram desenvolvidas, entre elas a Avaliação do Ciclo de Vida (Life Cycle Assessment – LCA). Ela se destaca por buscar soluções globais e efetivas para os problemas ambientais, através de uma análise sistêmica. No entanto, assim como outras metodologias, o LCA não apresenta uma avaliação econômica estruturada em conjunto com a ambiental. Esta dissertação tem a finalidade de contribuir para o preenchimento dessa lacuna, através do desenvolvimento de uma abordagem consistente e estruturada, capaz de avaliar simultaneamente impactos e custos ambientais em processos industriais. Para isso, foram utilizados como bases teóricas o LCA, o Modelo Econômico de Controle e Avaliação de Impactos Ambientais (MECAIA), a Metodologia para a Contabilidade do Gerenciamento Ambiental (Environmental Management Accounting – EMA), o Método de Custeio Baseado em Atividades (Activity Based Costing – ABC), a Avaliação de Riscos (Risk Assessment) e a Análise de Modos e Efeitos de Falhas (Failure Mode and Effects Analysis – FMEA). A abordagem desenvolvida foi aplicada em uma indústria do setor metal-mecânico para avaliar os impactos e os custos ambientais de seu processo produtivo, evidenciando que aparentemente há uma relação direta entre esses dois fatores, ou seja, os resíduos que geram maior impacto sobre o meio ambiente também apresentam maior custo associado Por fim, constatou-se que a combinação das metodologias, dos métodos e dos modelos utilizados permitiu a elaboração de uma abordagem capaz de orientar a análise de um processo produtivo, a fim de identificar quais as etapas que geram maior impacto sobre o meio ambiente, além de apurar os gastos ambientais e classificá-los nas categorias de prevenção, correção e geração.

Otimização e análise mecânica de pastas geopoliméricas para uso em poços sujeitos à injeção cíclica de vapor

Oil wells subjected to cyclic steam injection present important challenges for the development of well cementing systems, mainly due to tensile stresses caused by thermal gradients during its useful life. Cement sheath failures in wells using conventional high compressive strength systems lead to the use of cement systems that are more flexible and/or ductile, with emphasis on Portland cement systems with latex addition. Recent research efforts have presented geopolymeric systems as alternatives. These cementing systems are based on alkaline activation of amorphous aluminosilicates such as metakaolin or fly ash and display advantageous properties such as high compressive strength, fast setting and thermal stability. Basic geopolymeric formulations can be found in the literature, which meet basic oil industry specifications such as rheology, compressive strength and thickening time. In this work, new geopolymeric formulations were developed, based on metakaolin, potassium silicate, potassium hydroxide, silica fume and mineral fiber, using the state of the art in chemical composition, mixture modeling and additivation to optimize the most relevant properties for oil well cementing. Starting from molar ratios considered ideal in the literature (SiO2/Al2O3 = 3.8 e K2O/Al2O3 = 1.0), a study of dry mixtures was performed,based on the compressive packing model, resulting in an optimal volume of 6% for the added solid material. This material (silica fume and mineral fiber) works both as an additional silica source (in the case of silica fume) and as mechanical reinforcement, especially in the case of mineral fiber, which incremented the tensile strength. The first triaxial mechanical study of this class of materials was performed. For comparison, a mechanical study of conventional latex-based cementing systems was also carried out. Regardless of differences in the failure mode (brittle for geopolymers, ductile for latex-based systems), the superior uniaxial compressive strength (37 MPa for the geopolymeric slurry P5 versus 18 MPa for the conventional slurry P2), similar triaxial behavior (friction angle 21° for P5 and P2) and lower stifness (in the elastic region 5.1 GPa for P5 versus 6.8 GPa for P2) of the geopolymeric systems allowed them to withstand a similar amount of mechanical energy (155 kJ/m3 for P5 versus 208 kJ/m3 for P2), noting that geopolymers work in the elastic regime, without the microcracking present in the case of latex-based systems. Therefore, the geopolymers studied on this work must be designed for application in the elastic region to avoid brittle failure. Finally, the tensile strength of geopolymers is originally poor (1.3 MPa for the geopolymeric slurry P3) due to its brittle structure. However, after additivation with mineral fiber, the tensile strength became equivalent to that of latex-based systems (2.3 MPa for P5 and 2.1 MPa for P2). The technical viability of conventional and proposed formulations was evaluated for the whole well life, including stresses due to cyclic steam injection. This analysis was performed using finite element-based simulation software. It was verified that conventional slurries are viable up to 204ºF (400ºC) and geopolymeric slurries are viable above 500ºF (260ºC)

Análise fractográfica do modo de falha de compósitos carbono/epóxi

A utilização de compósitos poliméricos na fabricação de aeronaves vem sendo cada vez mais intensa. em função disso, a possibilidade de ocorrer falhas em serviço de um componente fabricado em compósito polimérico torna-se cada vez maior. A análise de falhas de materiais compósitos ainda é um tema pouco explorado, principalmente no Brasil, porém vem tornando-se cada vez mais importante em apoio à área de prevenção e investigação de acidentes aeronáuticos. Este trabalho teve como objetivo a caracterização de fraturas em laminados unidirecionais de fibra de carbono de módulo intermediário com sistema de resina epóxi modificada, tipo 8552, em resistência ao cisalhamento interlaminar nas condições ambiente e saturado de umidade em câmara higrotérmica. A análise fractográfica no plano de falha dos laminados foi realizada por microscopias óptica e eletrônica de varredura. A comparação dos resultados mostrou que o condicionamento higrotérmico afetou significativamente a região de interface da resina sem alterar a adesão interfacial fibra/resina. Os aspectos de fratura presentes na região de resina, como cristas de galo e escarpas, e do reforço foram detalhados, podendo-se assim estabelecer a direção de propagação da trinca e caracterizar o modo de falha, por ser do tipo misto (arrancamento e cisalhamento simultaneamente).

Avaliação da prevenção de falhas em processos utilizando métodos de tomada de decisão

Este trabalho apresenta uma investigação sobre o emprego de FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) de Processo com a exposição de irregularidades na sua utilização. O método AHP (Analytic Hierarchy Process) e os Conjuntos Fuzzy são aplicados no estudo das práticas atuais de utilização de FMEA. O AHP é aplicado para a priorização das irregularidades quanto à gravidade de sua ocorrência. Os Conjuntos Fuzzy são aplicados para avaliação do desempenho da utilização de FMEA em algumas empresas do ramo automotivo. Como resultado, tem-se a aceitação de oito e a não aceitação de três dos onze formulários de FMEA averiguados.