Contribuciones en sistemas de adquisición de datos inteligentes para entornos de fusión por confinamiento magnético

Los sistemas de adquisición de datos utilizados en los diagnósticos de los dispositivos de fusión termonuclear se enfrentan a importantes retos planteados en los dispositivos de pulso largo. Incluso en los dispositivos de pulso corto, en los que se analizan los datos después de la descarga, existen aún una gran cantidad de datos sin analizar, lo cual supone que queda una gran cantidad de conocimiento por descubrir dentro de las bases de datos existentes. En la última década, la comunidad de fusión ha realizado un gran esfuerzo para mejorar los métodos de análisis off‐line para mejorar este problema, pero no se ha conseguido resolver completamente, debido a que algunos de estos métodos han de resolverse en tiempo real. Este paradigma lleva a establecer que los dispositivos de pulso largo deberán incluir dispositivos de adquisición de datos con capacidades de procesamiento local, capaces de ejecutar avanzados algoritmos de análisis. Los trabajos de investigación realizados en esta tesis tienen como objetivo determinar si es posible incrementar la capacidad local de procesamiento en tiempo real de dichos sistemas mediante el uso de GPUs. Para ello durante el trascurso del periodo de experimentación realizado se han evaluado distintas propuestas a través de casos de uso reales elaborados para algunos de los dispositivos de fusión más representativos como ITER, JET y TCV. Las conclusiones y experiencias obtenidas en dicha fase han permitido proponer un modelo y una metodología de desarrollo para incluir esta tecnología en los sistemas de adquisición para diagnósticos de distinta naturaleza. El modelo define no sólo la arquitectura hardware óptima para realizar dicha integración, sino también la incorporación de este nuevo recurso de procesamiento en los Sistemas de Control de Supervisión y Adquisición de Datos (SCADA) utilizados en la comunidad de fusión (EPICS), proporcionando una solución completa. La propuesta se complementa con la definición de una metodología que resuelve las debilidades detectadas, y permite trazar un camino de integración de la solución en los estándares hardware y software existentes. La evaluación final se ha realizado mediante el desarrollo de un caso de uso representativo de los diagnósticos que necesitan adquisición y procesado de imágenes en el contexto del dispositivo internacional ITER, y ha sido testeada con éxito en sus instalaciones. La solución propuesta en este trabajo ha sido incluida por la ITER IO en su catálogo de soluciones estándar para el desarrollo de sus futuros diagnósticos. Por otra parte, como resultado y fruto de la investigación de esta tesis, cabe destacar el acuerdo llevado a cabo con la empresa National Instruments en términos de transferencia tecnológica, lo que va a permitir la actualización de los sistemas de adquisición utilizados en los dispositivos de fusión. ABSTRACT Data acquisition systems used in the diagnostics of thermonuclear fusion devices face important challenges due to the change in the data acquisition paradigm needed for long pulse operation. Even in shot pulse devices, where data is mainly analyzed after the discharge has finished , there is still a large amount of data that has not been analyzed, therefore producing a lot of buried knowledge that still lies undiscovered in the data bases holding the vast amount of data that has been generated. There has been a strong effort in the fusion community in the last decade to improve the offline analysis methods to overcome this problem, but it has proved to be insufficient unless some of these mechanisms can be run in real time. In long pulse devices this new paradigm, where data acquisition devices include local processing capabilities to be able to run advanced data analysis algorithms, will be a must. The research works done in this thesis aim to determining whether it is possible to increase local capacity for real‐time processing of such systems by using GPUs. For that, during the experimentation period, various proposals have been evaluated through use cases developed for several of the most representative fusion devices, ITER, JET and TCV. Conclusions and experiences obtained have allowed to propose a model, and a development methodology, to include this technology in systems for diagnostics of different nature. The model defines not only the optimal hardware architecture for achieving this integration, but also the incorporation of this new processing resource in one of the Systems of Supervision Control and Data Acquisition (SCADA) systems more relevant at the moment in the fusion community (EPICS), providing a complete solution. The final evaluation has been performed through a use case developed for a generic diagnostic requiring image acquisition and processing for the international ITER device, and has been successfully tested in their premises. The solution proposed in this thesis has been included by the ITER IO in his catalog of standard solutions for the development of their future diagnostics. This has been possible thanks to the technologic transfer agreement signed with xi National Instruments which has permitted us to modify and update one of their core software products targeted for the acquisition systems used in these devices.

Construção e validação de um sistema de observação em competição no futebol de bolas paradas

Tendo em conta a importância assumida das bolas paradas (BP), como elementos decisivos no desenvolvimento e decisão nos jogos de futebol, o objetivo do estudo foi construir e validar um Sistema de Observação em Competição no Futebol de Bolas Paradas (SOCFutBP), de acordo com a metodologia observacional e suportado por um software de análise de jogo (VideObserver). O estudo foi constituído por uma amostra de 80 ações de bolas paradas observadas numa das partes de um jogo de futebol do Campeonato Nacional de Juvenis de Sub-17. A metodologia de desenvolvimento do sistema de observação adotou os seguintes passos: definição de critérios (e respetivas categorias); seleção e adequação do instrumento; aperfeiçoamento e validação facial do sistema; validação propriamente dita do sistema (intra e inter-observadores) e aplicação do estudo piloto. O Sistema de Observação em Competição de Futebol de Bola Paradas (SOCFutBP) foi construído e validado apresentando dez critérios adequados e ajustados para a recolha e análise de dados no âmbito da investigação focada nas bolas paradas no Futebol, uma vez que todos os critérios apresentaram valores de K superiores a 0,75 na fiabilidade intra-observador e inter-observadores.

A Comunicação Mediada por Interfaces Digitais: a interação humana com os jogos digitais em celulares.

O trabalho é um estudo exploratório sobre o processamento de mensagens de entretenimento. O objetivo do trabalho foi propor e testar um modelo de processamento de mensagens dedicado à compreensão de jogos digitais. Para realizar tal tarefa realizou-se um extenso levantamento de técnicas de observação de usuários diante de softwares e mídias, para conhecer as qualidades e limitações de cada uma dessas técnicas, bem como de sua abordagem do problema. Também foi realizado um levantamento dos modelos de processamento de mensagens nas mídias tradicionais e nas novas mídias. Com isso foi possível propor um novo modelo de análise de processamento de mensagens de entretenimento. Uma vez criado o modelo teórico, fez-se preciso testar se os elementos propostos como participantes desse processo estavam corretos e se seriam capazes de capturar adequadamente as semelhanças e diferenças entre a interação entre jogadores e as diferentes mídias. Por essa razão, estruturou-se uma ferramenta de coleta de dados, que foi validada junto a designers de jogos digitais, uma vez que esses profissionais conhecem o processo de criação de um jogo, seus elementos e objetivos. Posteriormente, foi feito um primeiro teste, junto a praticantes de jogos digitais de diversas idades em computadores pessoais e TV digital interativa, a fim e verificar como os elementos do modelo relacionavam-se entre si. O teste seguinte fez a coleta de dados de praticantes de jogos digitais em aparelhos celulares, tendo como objetivo capturar como se dá a formação de uma experiência através do processamento da mensagem de entretenimento num meio cujas limitações são inúmeras: tamanho de tela e teclas, para citar algumas delas. Como resultado, verificou-se, por meio de testes estatísticos, que jogos praticados em meios como computadores pessoais atraem mais por seus aspectos estéticos, enquanto a apreciação de um jogo em aparelhos celulares depende muito mais de sua habilidade de manter a interação que um jogo praticado em PC. Com isso conclui-se que o processamento das mensagens de entretenimento depende da capacidade dos seus criadores em entender os limites de cada meio e usar adequadamente os elementos que compõe o ambiente de um jogo, para conseguir levar à apreciação do mesmo.(AU)

A Comunicação Mediada por Interfaces Digitais: a interação humana com os jogos digitais em celulares.

O trabalho é um estudo exploratório sobre o processamento de mensagens de entretenimento. O objetivo do trabalho foi propor e testar um modelo de processamento de mensagens dedicado à compreensão de jogos digitais. Para realizar tal tarefa realizou-se um extenso levantamento de técnicas de observação de usuários diante de softwares e mídias, para conhecer as qualidades e limitações de cada uma dessas técnicas, bem como de sua abordagem do problema. Também foi realizado um levantamento dos modelos de processamento de mensagens nas mídias tradicionais e nas novas mídias. Com isso foi possível propor um novo modelo de análise de processamento de mensagens de entretenimento. Uma vez criado o modelo teórico, fez-se preciso testar se os elementos propostos como participantes desse processo estavam corretos e se seriam capazes de capturar adequadamente as semelhanças e diferenças entre a interação entre jogadores e as diferentes mídias. Por essa razão, estruturou-se uma ferramenta de coleta de dados, que foi validada junto a designers de jogos digitais, uma vez que esses profissionais conhecem o processo de criação de um jogo, seus elementos e objetivos. Posteriormente, foi feito um primeiro teste, junto a praticantes de jogos digitais de diversas idades em computadores pessoais e TV digital interativa, a fim e verificar como os elementos do modelo relacionavam-se entre si. O teste seguinte fez a coleta de dados de praticantes de jogos digitais em aparelhos celulares, tendo como objetivo capturar como se dá a formação de uma experiência através do processamento da mensagem de entretenimento num meio cujas limitações são inúmeras: tamanho de tela e teclas, para citar algumas delas. Como resultado, verificou-se, por meio de testes estatísticos, que jogos praticados em meios como computadores pessoais atraem mais por seus aspectos estéticos, enquanto a apreciação de um jogo em aparelhos celulares depende muito mais de sua habilidade de manter a interação que um jogo praticado em PC. Com isso conclui-se que o processamento das mensagens de entretenimento depende da capacidade dos seus criadores em entender os limites de cada meio e usar adequadamente os elementos que compõe o ambiente de um jogo, para conseguir levar à apreciação do mesmo.(AU)

Construção e validação de um sistema de observação em competição no futebol de bolas paradas

Tendo em conta a importância assumida das bolas paradas (BP), como elementos decisivos no desenvolvimento e decisão nos jogos de futebol, o objetivo do estudo foi construir e validar um Sistema de Observação em Competição no Futebol de Bolas Paradas (SOCFutBP), de acordo com a metodologia observacional e suportado por um software de análise de jogo (VideObserver). O estudo foi constituído por uma amostra de 80 ações de bolas paradas observadas numa das partes de um jogo de futebol do Campeonato Nacional de Juvenis de Sub-17. A metodologia de desenvolvimento do sistema de observação adotou os seguintes passos: definição de critérios (e respetivas categorias); seleção e adequação do instrumento; aperfeiçoamento e validação facial do sistema; validação propriamente dita do sistema (intra e inter-observadores) e aplicação do estudo piloto. O Sistema de Observação em Competição de Futebol de Bola Paradas (SOCFutBP) foi construído e validado apresentando dez critérios adequados e ajustados para a recolha e análise de dados no âmbito da investigação focada nas bolas paradas no Futebol, uma vez que todos os critérios apresentaram valores de K superiores a 0,75 na fiabilidade intra-observador e inter-observadores.

A Comunicação Mediada por Interfaces Digitais: a interação humana com os jogos digitais em celulares.

O trabalho é um estudo exploratório sobre o processamento de mensagens de entretenimento. O objetivo do trabalho foi propor e testar um modelo de processamento de mensagens dedicado à compreensão de jogos digitais. Para realizar tal tarefa realizou-se um extenso levantamento de técnicas de observação de usuários diante de softwares e mídias, para conhecer as qualidades e limitações de cada uma dessas técnicas, bem como de sua abordagem do problema. Também foi realizado um levantamento dos modelos de processamento de mensagens nas mídias tradicionais e nas novas mídias. Com isso foi possível propor um novo modelo de análise de processamento de mensagens de entretenimento. Uma vez criado o modelo teórico, fez-se preciso testar se os elementos propostos como participantes desse processo estavam corretos e se seriam capazes de capturar adequadamente as semelhanças e diferenças entre a interação entre jogadores e as diferentes mídias. Por essa razão, estruturou-se uma ferramenta de coleta de dados, que foi validada junto a designers de jogos digitais, uma vez que esses profissionais conhecem o processo de criação de um jogo, seus elementos e objetivos. Posteriormente, foi feito um primeiro teste, junto a praticantes de jogos digitais de diversas idades em computadores pessoais e TV digital interativa, a fim e verificar como os elementos do modelo relacionavam-se entre si. O teste seguinte fez a coleta de dados de praticantes de jogos digitais em aparelhos celulares, tendo como objetivo capturar como se dá a formação de uma experiência através do processamento da mensagem de entretenimento num meio cujas limitações são inúmeras: tamanho de tela e teclas, para citar algumas delas. Como resultado, verificou-se, por meio de testes estatísticos, que jogos praticados em meios como computadores pessoais atraem mais por seus aspectos estéticos, enquanto a apreciação de um jogo em aparelhos celulares depende muito mais de sua habilidade de manter a interação que um jogo praticado em PC. Com isso conclui-se que o processamento das mensagens de entretenimento depende da capacidade dos seus criadores em entender os limites de cada meio e usar adequadamente os elementos que compõe o ambiente de um jogo, para conseguir levar à apreciação do mesmo.(AU)

IT support for managing aircraft spares in a closed-loop supply chain

This paper reports on the development of elements of an e-supply chain management system for managing maintenance, repair and overhaul (MRO) relationships in the aerospace industry. A standard systems development methodology has been followed to produce a process model (i.e. the AMSCR model); an information model (i.e. business rules) and a computerised information management capability (i.e. automated optimisation). The proof of concept for this web-based MRO supply chain system has been established through the collaboration with a sample of the different types of supply chain members. The proven benefit is a reduction in the stock-holding costs for the whole supply chain whilst also minimising non-flying time of the aircraft that the supply chain supports. This type of system is now vital in an industry that has continuously decreasing profit margins, which in turn means pressure to reduce servicing times and increase the interval between maintenance actions.

Designing a support system for aerospace maintenance supply chains

Purpose - To develop a systems strategy for supply chain management in aerospace maintenance, repair and overhaul (MRO). Design/methodology/approach - A standard systems development methodology has been followed to produce a process model (i.e. the AMSCR model); an information model (i.e. business rules) and a computerised information management capability (i.e. automated optimisation). Findings - The proof of concept for this web-based MRO supply chain system has been established through collaboration with a sample of the different types of supply chain members. The proven benefits comprise new potential to minimise the stock holding costs of the whole supply chain whilst also minimising non-flying time of the aircraft that the supply chain supports. Research limitations/implications - The scale of change needed to successfully model and automate the supply chain is vast. This research is a limited-scale experiment intended to show the power of process analysis and automation, coupled with strategic use of management science techniques, to derive tangible business benefit. Practical implications - This type of system is now vital in an industry that has continuously decreasing profit margins; which in turn means pressure to reduce servicing times and increase the mean time between them. Originality/value - Original work has been conducted at several levels: process, information and automation. The proof-of-concept system has been applied to an aircraft MRO supply chain. This is an area of research that has been neglected, and as a result is not well served by current systems solutions. © Emerald Group Publishing Limited.

Computer control of machines utilising independent drive mechanisms

The thesis describes an investigation into methods for the specification, design and implementation of computer control systems for flexible manufacturing machines comprising multiple, independent, electromechanically-driven mechanisms. An analysis is made of the elements of conventional mechanically-coupled machines in order that the operational functions of these elements may be identified. This analysis is used to define the scope of requirements necessary to specify the format, function and operation of a flexible, independently driven mechanism machine. A discussion of how this type of machine can accommodate modern manufacturing needs of high-speed and flexibility is presented. A sequential method of capturing requirements for such machines is detailed based on a hierarchical partitioning of machine requirements from product to independent drive mechanism. A classification of mechanisms using notations, including Data flow diagrams and Petri-nets, is described which supports capture and allows validation of requirements. A generic design for a modular, IDM machine controller is derived based upon hierarchy of control identified in these machines. A two mechanism experimental machine is detailed which is used to demonstrate the application of the specification, design and implementation techniques. A computer controller prototype and a fully flexible implementation for the IDM machine, based on Petri-net models described using the concurrent programming language Occam, is detailed. The ability of this modular computer controller to support flexible, safe and fault-tolerant operation of the two intermittent motion, discrete-synchronisation independent drive mechanisms is presented. The application of the machine development methodology to industrial projects is established.

Cognitive Bias in Knowledge Engineering Course

The paper presents experience in teaching of knowledge and ontological engineering. The teaching framework is targeted on the development of cognitive skills that will allow facilitating the process of knowledge elicitation, structuring and ontology development for scaffolding students’ research. The structuring procedure is the kernel of ontological engineering. The 5-steps ontology designing process is described. Special stress is put on “beautification” principles of ontology creating. The academic curriculum includes interactive game-format training of lateral thinking, interpersonal cognitive intellect and visual mind mapping techniques.

One Approach to Knowledge Mapping for International Student Portal

* The work is partly supported by RFFI grant 08-07-00062-a

Exploration of the relationship between tacit knowledge and software system test complexity

This research has explored the relationship between system test complexity and tacit knowledge. It is proposed as part of this thesis, that the process of system testing (comprising of test planning, test development, test execution, test fault analysis, test measurement, and case management), is directly affected by both complexity associated with the system under test, and also by other sources of complexity, independent of the system under test, but related to the wider process of system testing. While a certain amount of knowledge related to the system under test is inherent, tacit in nature, and therefore difficult to make explicit, it has been found that a significant amount of knowledge relating to these other sources of complexity, can indeed be made explicit. While the importance of explicit knowledge has been reinforced by this research, there has been a lack of evidence to suggest that the availability of tacit knowledge to a test team is of any less importance to the process of system testing, when operating in a traditional software development environment. The sentiment was commonly expressed by participants, that even though a considerable amount of explicit knowledge relating to the system is freely available, that a good deal of knowledge relating to the system under test, which is demanded for effective system testing, is actually tacit in nature (approximately 60% of participants operating in a traditional development environment, and 60% of participants operating in an agile development environment, expressed similar sentiments). To cater for the availability of tacit knowledge relating to the system under test, and indeed, both explicit and tacit knowledge required by system testing in general, an appropriate knowledge management structure needs to be in place. This would appear to be required, irrespective of the employed development methodology.

Olhares sonhadores: operacionalizar criatividades com a literacia audiovisual para a realização de um webdocumentário

O projeto de investigação “Olhares Sonhadores” teve como principal finalidade desenvolver um trabalho artístico audiovisual de coautoria e colaboração com um grupo de crianças do bairro e da escola EB1/JI de São Tomé, com vista à realização de um Webdocumentário. Através de uma metodologia de desenvolvimento e de apropriação fílmica, as crianças utilizaram os diferentes meios audiovisuais para puderem comunicar, autorrepresentarem-se e expressarem-se coletivamente sobre os contextos em que estão envolvidas. A apropriação dos meios técnicos audiovisuais e o desenvolvimento de competências para o seu manuseamento foram desempenhados em sessões artísticas de trabalho colaborativo, que visavam a transmissão de conhecimento de forma informal e extra-curricular. Neste sentido, o grupo produziu conteúdos documentais fragmentados que contribuíram para a criação e a estruturação do Webdocumentário “Olhares Sonhadores”. Desta forma, tencionou-se igualmente verificar e compreender em que medida a arte audiovisual poderia ajudar a retratar e a tornar visível a realidade social das crianças do bairro de São Tomé e se esta arte poderia ser também utilizada como um meio de expressão e emancipação para o presente grupo participante.

Envelhecimento ativo: o audiovisual na promoção do exercício físico: produção de tutoriais audiovisuais de apoio ao sénior para a realização de exercício físico

Tendo em conta o cenário atual de aumento de população idosa e da esperança média de vida, de proliferação dos meios tecnológicos e da necessidade de permanecer ativo para a melhoria da qualidade de vida, a criação de produtos, que aliem a tecnologia ao exercício físico, mostra-se uma mais-valia. A presente dissertação possui quatro objetivos:I) Identificar as tipologias de exercícios adequados ao público-alvo II) planeamento de três vídeos tutoriais de exercício físico para apoio ao cidadão sénior; III) realização dos três vídeos tutoriais de exercício físico para apoio ao cidadão sénior; IV) avaliação dos três vídeos tutoriais junto a cidadãos seniores para compreender se as características presentes nos tutoriais são adequadas para o público. Para a concretização dos objetivos, anteriormente mencionados, foram utilizadas três diferentes fases metodológicas durante este projeto: Na primeira fase foi utilizada uma metodologia exploratória, isto é, foram estudados trabalhos anteriormente realizados relativos a esta temática, para auxiliar a construção dos tutoriais; Na segunda fase recorrendo à metodologia de investigação de desenvolvimento, foi concretizado um protótipo dos vídeos tutoriais, apresentados a um grupo de especialistas em ambiente de focus group, onde foram sugeridas alterações para melhor se adaptarem ao público-alvo, e posteriormente foi realizada uma versão final dos tutoriais. Por último, os tutoriais foram apresentados a cidadãos seniores para serem avaliados a nível de: vídeo, áudio, exercícios e texto, com o intuito de compreender se estes se encontravam adequados ao público sénior. Em suma, no final da presente investigação consegue-se responder à questão: quais as caraterísticas que devem possuir os tutoriais audiovisuais, de apoio à atividade física, destinados a um público sénior.

XEOReports

Esta dissertação apresenta um projecto em engenharia de software para o desenvolvimento e implementação ·De um módulo parte integrante da plataforma XEO, denominado XEOReports. Este módulo destina-se à construção de relatórios dinâmicos, no formato. pdf tendo como base ecrãs de edição da plataforma XEO. Foi utilizada uma plataforma de geração de relatórios em diversos formatos, de nome JasperReports, de forma a que o módulo desenvolvido fosse a integração entre as duas plataformas, XEO e JasperReports. O desenvolvimento deste módulo foi feito tendo em conta os requisitos que a plataforma jasperReports apresentava para a geração de relatórios tendo como base os ecrãs da plataforma XEO. O estudo foi feito respeitando a metodologia de desenvolvimento de software UML, respeitando as boas práticas de desenvolvimento de software a ela inerentes. ABSTRACT; This thesis consists in a software engineering project that deals with the development, functioning and implementation of the XEOReports module, which later became a component of the XEO platform. The XEOReports module aims the construction of dynamic reports in the Portable Document Format (PDF), based on edition screens of the XEO platform. JasperReports, an open source reporting engine, which generates reports in several file formats, was also used in the project development. Therefore, the XEOReports module is the result of the two platforms integration, namely XEO and JasperReports. It is also important to refer that this study took into account the JasperReports platform requirements in the creation of reports based on edition screens of the XEO platform. Moreover, the development methodology of the UML software, as well as the good development software practices inherent in it, were respected and followed in the progression of this project.