Deteção e previsão de falhas em equipamentos de produção industrial

As empresas nacionais deparam-se com a necessidade de responder ao mercado com uma grande variedade de produtos, pequenas séries e prazos de entrega reduzidos. A competitividade das empresas num mercado global depende assim da sua eficiência, da sua flexibilidade, da qualidade dos seus produtos e de custos reduzidos. Para se atingirem estes objetivos é necessário desenvolverem-se estratégias e planos de ação que envolvem os equipamentos produtivos, incluindo: a criação de novos equipamentos complexos e mais fiáveis, alteração dos equipamentos existentes modernizando-os de forma a responderem às necessidades atuais e a aumentar a sua disponibilidade e produtividade; e implementação de políticas de manutenção mais assertiva e focada no objetivo de “zero avarias”, como é o caso da manutenção preditiva. Neste contexto, o objetivo principal deste trabalho consiste na previsão do instante temporal ótimo da manutenção de um equipamento industrial – um refinador da fábrica de Mangualde da empresa Sonae Industria, que se encontra em funcionamento contínuo 24 horas por dia, 365 dias por ano. Para o efeito são utilizadas medidas de sensores que monitorizam continuamente o estado do refinador. A principal operação de manutenção deste equipamento é a substituição de dois discos metálicos do seu principal componente – o desfibrador. Consequentemente, o sensor do refinador analisado com maior detalhe é o sensor que mede a distância entre os dois discos do desfibrador. Os modelos ARIMA consistem numa abordagem estatística avançada para previsão de séries temporais. Baseados na descrição da autocorrelação dos dados, estes modelos descrevem uma série temporal como função dos seus valores passados. Neste trabalho, a metodologia ARIMA é utilizada para determinar um modelo que efetua uma previsão dos valores futuros do sensor que mede a distância entre os dois discos do desfibrador, determinando-se assim o momento ótimo da sua substituição e evitando paragens forçadas de produção por ocorrência de uma falha por desgaste dos discos. Os resultados obtidos neste trabalho constituem uma contribuição científica importante para a área da manutenção preditiva e deteção de falhas em equipamentos industriais.

Expression of the human carboxylesterase 2 enzyme (CES2) in mammalian cells

Dissertation to obtain a Master Degree in Biotechnology

Estimation Models for the adoption and use of information technology: internet-related technologies at firm level in the Portuguese and European context

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Doutor em Gestão de Informação

An Enhanced WLAN Security System With FPGA Implementation for Multimedia Applications

Maintaining a high level of data security with a low impact on system performance is more challenging in wireless multimedia applications. Protocols that are used for wireless local area network (WLAN) security are known to significantly degrade performance. In this paper, we propose an enhanced security system for a WLAN. Our new design aims to decrease the processing delay and increase both the speed and throughput of the system, thereby making it more efficient for multimedia applications. Our design is based on the idea of offloading computationally intensive encryption and authentication services to the end systems’ CPUs. The security operations are performed by the hosts’ central processor (which is usually a powerful processor) before delivering the data to a wireless card (which usually has a low-performance processor). By adopting this design, we show that both the delay and the jitter are significantly reduced. At the access point, we improve the performance of network processing hardware for real-time cryptographic processing by using a specialized processor implemented with field-programmable gate array technology. Furthermore, we use enhanced techniques to implement the Counter (CTR) Mode with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol (CCMP) and the CTR protocol. Our experiments show that it requires timing in the range of 20–40 μs to perform data encryption and authentication on different end-host CPUs (e.g., Intel Core i5, i7, and AMD 6-Core) as compared with 10–50 ms when performed using the wireless card. Furthermore, when compared with the standard WiFi protected access II (WPA2), results show that our proposed security system improved the speed to up to 3.7 times.

TEA: Timing and Energy Aware compression architecture for Efficient Configuration in CGRAs

Coarse Grained Reconfigurable Architectures (CGRAs) are emerging as enabling platforms to meet the high performance demanded by modern applications (e.g. 4G, CDMA, etc.). Recently proposed CGRAs offer time-multiplexing and dynamic applications parallelism to enhance device utilization and reduce energy consumption at the cost of additional memory (up to 50% area of the overall platform). To reduce the memory overheads, novel CGRAs employ either statistical compression, intermediate compact representation, or multicasting. Each compaction technique has different properties (i.e. compression ratio, decompression time and decompression energy) and is best suited for a particular class of applications. However, existing research only deals with these methods separately. Moreover, they only analyze the compaction ratio and do not evaluate the associated energy overheads. To tackle these issues, we propose a polymorphic compression architecture that interleaves these techniques in a unique platform. The proposed architecture allows each application to take advantage of a separate compression/decompression hierarchy (consisting of various types and implementations of hardware/software decoders) tailored to its needs. Simulation results, using different applications (FFT, Matrix multiplication, and WLAN), reveal that the choice of compression hierarchy has a significant impact on compression ratio (up to 52%), decompression energy (up to 4 orders of magnitude), and configuration time (from 33 n to 1.5 s) for the tested applications. Synthesis results reveal that introducing adaptivity incurs negligible additional overheads (1%) compared to the overall platform area.

SIR performance evaluation of MB-OFDM UWB system with residual timing offset

Signal-to-interference ratio (SIR) performance of a multiband orthogonal frequency division multiplexing ultra-wideband system with residual timing offset is investigated. To do so, an exact mathematical derivation of the SIR of this system is derived. It becomes obvious that, unlike a cyclic prefixing based system, a zero padding based system is sensitive to residual timing offset.

System Level Simulation and Radio Resource Management for Distributed Antenna Systems with Cognitive Radio and Multi-Cell Cooperation

4th International Conference on Future Generation Communication Technologies (FGCT 2015), Luton, United Kingdom.

Timing Analysis of Fixed Priority SelfSuspending Sporadic Tasks

27th Euromicro Conference on Real-Time Systems (ECRTS 2015), Lund, Sweden.

Protecção radiológica do doente em tomografia computorizada

RESUMO - A preocupação com os conhecimentos, atitudes, crenças e práticas, no que concerne à utilização de radiações ionizantes para fins de diagnóstico, e a sensibilização de todos os agentes envolvidos, médicos, técnicos, físicos, utentes e responsáveis pela Saúde Publica, relativamente aos níveis de radiação emitida nos exames de Tomografia Computorizada (TC), assume particular importância no domínio da Saúde Pública, na medida em que é necessário influenciar o desenvolvimento de práticas que promovam, auditem e garantam a prestação do controlo da qualidade radiológica e dosimétrica nos serviços de Radiologia a nível Nacional. Para tal, e no âmbito da publicação de estudos já realizados ao nível da União Europeia, ―Orientações Europeias dos Critérios de Qualidade para a Tomografia Computorizada (1999) ‖, é proposto estabelecer orientações na realização de estudos que permitam, numa primeira fase, estabelecer a comparação com os resultados obtidos pelos mecanismos de Controlo da Qualidade (CQ), analisar e proceder aos ajustes (se necessário) e, numa segunda fase, implementar uma moldura sistemática de avaliação periódica dos níveis de dose de radiação por exame TC e que permita a monitorização dos dados. Nesse sentido, propõe-se a realização de um Estudo Nacional que envolva a rede hospitalar pública, privada e universitária, partindo da metodologia utilizada em estudos prévios noutros países da Europa, como seja, selecção do equipamento de TC existente na Instituição Hospitalar, onde serão reunidas informações através do preenchimento de questionários relativos ao equipamento a utilizar. Serão recolhidos dados relativos ao utente, ao equipamento e parâmetros de aquisição de imagem, que permitam identificar os níveis de referência de diagnóstico (NRD) em TC, na realidade Portuguesa. Foi efectuado um estudo piloto numa instituição EPE e os valores obtidos não são significativos, nem podem assumir valor preditivo dado o reduzido tamanho da amostra. Apesar disso, sugerem a existência de parâmetros que podem ser alterados e com isso podem fazer variar a dose de radiação utilizada. ENSP/UNL Maria de Fátima Vaz de Carvalho 5 Espera-se obter com este estudo, como foi referido, a base do estabelecimento dos NRD em TC em Portugal. ----------------- ABSTRACT - The purpose of this study, in an empirical point of view, emerges from concern with the knowledge, attitudes, beliefs and practices regarding the use of ionizing radiation for diagnostic purposes and awareness of all actors involved, medical physical, technical, and responsible public health for the development of practices that promote, audited and ensure the provision of radiological quality control and dosing in radiology service at national level. In view of the complexity and characteristics involved in relation to ionizing radiation, all assume their part in protecting the physical integrity of each user and a global perspective, to ensure the safeguarding of public health, while global and globalizing factor. To this end, and in the context of the publication of studies already carried out at European Union level, "European guidelines for quality criteria for computed tomography", it is proposed to establish guidelines in conducting studies to initially establish the comparison with the results obtained by QC and make adjustments if necessary, and subsequently implement a systematic periodic assessment frame that allows monitoring of data. Accordingly, it is proposed to conduct a national study involving the public network, private and University hospitals, that extends from the methodology used in previous studies in other countries of Europe, as is, selection of equipment of existing CT in Hospital Institution, where information will be gathered by filling out questionnaires concerning the equipment to be used. Data will be collected for the wearer, equipment and parameters of image acquisition, identifying diagnostic reference levels (NRD) in CT in Portuguese fact. A pilot study was carried out in an institution EPE and the values obtained are not significant, nor can they take predictive value given the small sample size. Despite this, suggest the existence of parameters that can be changed and this can vary the dose of radiation used It is hoped to get with this study, as mentioned, the basis of the establishment of NRD in CT in Portugal.

An efficient numerical scheme for solving multi-dimensional fractional optimal control problems with a quadratic performance index

The shifted Legendre orthogonal polynomials are used for the numerical solution of a new formulation for the multi-dimensional fractional optimal control problem (M-DFOCP) with a quadratic performance index. The fractional derivatives are described in the Caputo sense. The Lagrange multiplier method for the constrained extremum and the operational matrix of fractional integrals are used together with the help of the properties of the shifted Legendre orthonormal polynomials. The method reduces the M-DFOCP to a simpler problem that consists of solving a system of algebraic equations. For confirming the efficiency and accuracy of the proposed scheme, some test problems are implemented with their approximate solutions.

A Generic and Compositional Framework for Multicore Response Time Analysis

23rd International Conference on Real-Time Networks and Systems (RTNS 2015). 4 to 6, Nov, 2015, Main Track. Lille, France. Best Paper Award Nominee

Semi-Partitioned Scheduling of Fork-Join Tasks using Work-Stealing

13th IEEE/IFIP International Conference on Embedded and Ubiquitous Computing (EUC 2015). 21 to 23, Oct, 2015, Session W1-A: Multiprocessing and Multicore Architectures. Porto, Portugal.

PV inverters for module level applications

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energias Renováveis – Conversão Eléctrica e Utilização Sustentáveis

Angioplastia Coronária no Enfarte Agudo do Miocárdio: Impacto do Timing da Revascularização na Alternância da Onda Ta

Encontra-se bem estabelecido que, na abordagem terapêutica do enfarte agudo do miocárdio (EAM), a trombólise e a angioplastia coronária percutânea (ACTP) permitem diminuir a mortalidade e melhorar o prognóstico, sendo esse benefício tanto maior quanto menor o tempo decorrido entre o evento isquémico e o procedimento terapêutico. No entanto, não está ainda estabelecido qual o impacto que o atraso da implementação dessas terapêuticas tem no desenvolvimento de taquidisritmias ventriculares e por consequência no resultado da alternância da onda T(TWA), que representa um método reconhecido para avaliação da vulnerabilidade ventricular às referidas arritmias. Objectivo: Analisar os resultados da TWA por microvoltagem numa população submetida a ACTP na sequência de EAM e avaliar a influência do timing de revascularização miocárdica nos resultados da TWA. Métodos: Estudámos 79 doentes (67 do sexo masculino; 57 ± 11 anos) consecutivos, admitidos por EAM e sujeitos a revascularização miocárdica por ACTP durante o internamento. A TWA foi avaliada utilizando um aparelho da HeartTwave System (Cambridge Heart, Inc., Bedford, Massachusetts) nos 30 dias pós-EAM. Durante a realização de uma prova de esforço em tapete rolante com protocolo manual, com o objectivo de elevar a frequência cardíaca até aos 110 batimentos por minuto, realizou-se o registo electrocardiográfico através da aplicação de sete eléctrodos standard e outros sete eléctrodos sensores de alta-resolução, especialmente concebidos para redução do «ruído», dispostos segundo as derivações ortogonais de Frank(X,Y, Z). A TWA foi considerada positiva quando se verificou a presença de alternância da onda T de magnitude ³ 1,9 μV de forma consistente e mantida (> 1 minuto), com início para frequências cardíacas < 110 batimentos/minuto ou quando esta alternância se verificou em doentes em repouso. Foi considerada negativa quando se conseguiu obter dados sem artefactos durante pelo menos um minuto, com frequências > 105 batimentos/minuto, sem atingir critério de positividade e indeterminada se não podia ser classificada como positiva ou negativa. Foram excluídos doentes com EAM ou revascularização miocárdica (cirúrgica ou percutânea) prévios, os que apresentavam insuficiência cardíaca congestiva, com fibrilhação auricular, > 10 extrassístoles por minuto, pacemaker definitivo, bradicárdia < 40 bpm, complexos QRS com duração > 130 ms ou sob terapêutica anti-arrítmica. Considerámos como marcador de risco para a ocorrência de eventos arrítmicos ventriculares malignos a presença de TWA positiva ou indeterminada. (TWA «nãonegativa»). Os resultados da TWA foram comparados entre o grupo de doentes submetidos a ACTP nas primeiras 24 horas pós-EAM (Grupo A; n = 45) e o grupo de doentes submetidos a ACTP > 24 horas pós-EAM. (Grupo B; n = 34) Resultados: A TWA foi positiva em 16 doentes (20,2%) e negativa em 56 (70,9%). Em 7 casos (8,9%), o resultado do teste foi considerado indeterminado. A TWA foi «não-negativa» em 29,1% da população. No grupo A a TWA foi “não-negativa” em 9 doentes (20 %) (6 com TWA positiva e três com TWA indeterminada) e negativa em 36 doentes (80 %) e no grupo B foi «não-negativa» em 14 doentes (41%) (10 com TWA positiva e quatro com TWA indeterminada) e negativa em 20 (59 %) (p < 0,05). Não se encontraram diferenças entre os dois grupos no que respeita à fracção de ejecção ventricular esquerda. No seguimento até aos 60 dias após a alta hospitalar não foram documentados eventos arrítmicos ventriculares, síncopes ou óbito. Foram reinternados cinco doentes (7 %) por recorrênciade angor. Conclusões: Numa população de sobreviventes de EAM encontrámos uma prevalência de TWA não negativa de 29 %, apesar da revascularização miocárdica com ACTP. A ACTP, quando efectuada nas primeiras 24 horas após o início do EAM, reduz de forma significativa o número de doentes com TWA não negativa,sugerindo que esta intervenção precoce poderá baixar o risco arrítmico destes doentes e influenciar favoravelmente o prognóstico pós-EAM. O impacto da morte súbita na mortalidade pós-EAM justifica estudos prospectivos de maiores dimensões