QoS-aware model driven architecture through the UML and CIM

The specification of Quality of Service (QoS) constraints over software design requires measures that ensure such requirements are met by the delivered product. Achieving this goal is non-trivial, as it involves, at least, identifying how QoS constraint specifications should be checked at the runtime. In this paper we present an implementation of a Model Driven Architecture (MDA) based framework for the runtime monitoring of QoS properties. We incorporate the UML2 superstructure and the UML profile for Quality of Service to provide abstract descriptions of component-and-connector systems. We then define transformations that refine the UML2 models to conform with the Distributed Management Taskforce (DMTF) Common Information Model (CIM) (Distributed Management Task Force Inc. 2006), a schema standard for management and instrumentation of hardware and software. Finally, we provide a mapping the CIM metamodel to a .NET-based metamodel for implementation of the monitoring infrastructure utilising various .NET features including the Windows Management Instrumentation (WMI) interface.

Effective Data Management Enables Intelligent Utility Management

Instrumentation and automation plays a vital role to managing the water industry. These systems generate vast amounts of data that must be effectively managed in order to enable intelligent decision making. Time series data management software, commonly known as data historians are used for collecting and managing real-time (time series) information. More advanced software solutions provide a data infrastructure or utility wide Operations Data Management System (ODMS) that stores, manages, calculates, displays, shares, and integrates data from multiple disparate automation and business systems that are used daily in water utilities. These ODMS solutions are proven and have the ability to manage data from smart water meters to the collaboration of data across third party corporations. This paper focuses on practical, utility successes in the water industry where utility managers are leveraging instantaneous access to data from proven, commercial off-the-shelf ODMS solutions to enable better real-time decision making. Successes include saving $650,000 / year in water loss control, safeguarding water quality, saving millions of dollars in energy management and asset management. Immediate opportunities exist to integrate the research being done in academia with these ODMS solutions in the field and to leverage these successes to utilities around the world.

Adaptive, Decentralized, And Real-Time Sampling Strategies For Resource Constrained Hydraulic And Hydrologic Sensor Networks

We discuss the development and performance of a low-power sensor node (hardware, software and algorithms) that autonomously controls the sampling interval of a suite of sensors based on local state estimates and future predictions of water flow. The problem is motivated by the need to accurately reconstruct abrupt state changes in urban watersheds and stormwater systems. Presently, the detection of these events is limited by the temporal resolution of sensor data. It is often infeasible, however, to increase measurement frequency due to energy and sampling constraints. This is particularly true for real-time water quality measurements, where sampling frequency is limited by reagent availability, sensor power consumption, and, in the case of automated samplers, the number of available sample containers. These constraints pose a significant barrier to the ubiquitous and cost effective instrumentation of large hydraulic and hydrologic systems. Each of our sensor nodes is equipped with a low-power microcontroller and a wireless module to take advantage of urban cellular coverage. The node persistently updates a local, embedded model of flow conditions while IP-connectivity permits each node to continually query public weather servers for hourly precipitation forecasts. The sampling frequency is then adjusted to increase the likelihood of capturing abrupt changes in a sensor signal, such as the rise in the hydrograph – an event that is often difficult to capture through traditional sampling techniques. Our architecture forms an embedded processing chain, leveraging local computational resources to assess uncertainty by analyzing data as it is collected. A network is presently being deployed in an urban watershed in Michigan and initial results indicate that the system accurately reconstructs signals of interest while significantly reducing energy consumption and the use of sampling resources. We also expand our analysis by discussing the role of this approach for the efficient real-time measurement of stormwater systems.

Materials Collection Creation and Administration: A New Role for Libraries (White Paper)

The Problem/Opportunity: To define, identify, and guide design-based materials collections in academic settings and foster community among those with existing collections and/or those considering creating and supporting one. Contents and topics: What is a materials collection? Why have a materials collection? Acquisition strategies Organizational approaches Programming possibilities Symposium summary Resources

Materials Education and Research in Art and Design: A New Role for Libraries - Session 3. RISD Faculty

Faculty from Rhode Island School of Design representing Interior Architecture, Industrial Design, and Textiles detail their thoughtful interactions with materials.

Materials Education and Research in Art and Design: A New Role for Libraries - Session 4. Designers

Designers respond to issues and synthesize ideas from throughout the day as voices from the field who directly encounter the need for recently graduated students to possess the ability to investigate and interrogate materials.

Materials Education and Research in Art and Design: A New Role for Libraries - Session 2. Educators

Educators representing interactions with materials speak to critical approaches, life-cycle concerns, critical thinking of composition/process/properties.

O exame direto do lavado broncoalveolar para o diagnóstico precoce de pneumonia nosocomial : um modelo experimental em ratos

A pneumonia nosocomial é a principal causa de infecção nosocomial em unidades de tratamento intensivo e possui alta morbi/mortalidade. A incidência cumulativa varia, conforme os autores, entre limites amplos desde 8% até 51%, dependendo do tipo de paciente e do uso de instrumentação das vias respiratórias. Nos casos específicos das pneumonias de má resolução e da pneumonia associada à ventilação mecânica, o diagnóstico é problemático devido à ausência de uma padronização definitiva, decorrente não só da grande variabilidade fisiopatológica como também da pouca acurácia dos critérios clínicos, microbiológicos e radiológicos. Estes fatos ensejaram a utilização progressiva de técnicas invasivas sofisticadas para coleta de amostras respiratórias endobrônquicas. Entretanto, a validação dessas técnicas para uso sistemático depende ainda de estudos que avaliem não só o seu custo/benefício em cenários clínicos diversos como também a comparação de seu desempenho para o diagnóstico com um padrão-ouro histopatológico. Além disso, o rendimento das técnicas invasivas é freqüentemente limitado quando são aplicadas em pacientes sob antibioticoterapia, que constituem a maioria dos casos em unidades de cuidados intensivos. A otimização desses testes, discutindo suas indicações e avaliando sua capacidade técnica para a confirmação ou exclusão de pneumonia, é justificada pela necessidade da instituição precoce e correta do tratamento, pois disto resulta menor mortalidade, redução de custos e permanência no hospital. Entre os testes que podem auxiliar no diagnóstico encontra-se o exame direto do lavado broncoalveolar, que proporciona resultados precoces e úteis para a tomada de decisão, mas não suficientemente testados em diferentes situações clínicas ou experimentais. Com o objetivo de avaliar o rendimento diagnóstico do exame direto precoce e das culturas quantitativas obtido por lavado broncoalveolar, estudou-se sua utilização em um modelo experimental de pneumonia provocada através de inoculação bacteriana intrabrônquica em ratos. O estudo comparou a acurácia do exame direto e dos exames culturais em três grupos de animais: Grupo A com pneumonia pneumocócica (37 animais); Grupo P com pneumonia por P. aeruginosa (26 animais) e Grupo B controle (10 animais), utilizando a histopatologia dos pulmões como teste de referência para o diagnóstico. Os Grupos A e P foram ainda randomizados em dois subgrupos cada, para tratamento ou não com antibióticos, usando penicilina no grupo pneumococo e amicacina no grupo Pseudomonas. Como resultado, observou-se que nos animais com pneumonia e ausência de antibióticos a pesquisa de bactéria fagocitada (BIC) no exame direto mostrou um rendimento elevado para o diagnóstico, sendo superior ao das culturas quantitativas. No grupo com pneumonia pneumocócica a BIC mostrou: S:94,4% a 100%, E:100%, VPP:100% e VPN:100%; e as culturas quantitativas mostraram: S:77,8%, E:100%, VPP:100%, VPN:40%. Nos com pneumonia por Pseudomonas a BIC obteve: S: 69%, E:100%; VPP:100% e VPN:71,4%); e as culturas quantitativas mostraram valores muito baixos: S:28,6%, E:100%, VPP:100% e VPN:50%). Nos animais com pneumonia pneumocócica sob tratamento antibiótico havia uma queda acentuada de sensibilidade das culturas quantitativas (S:21%) e, em menor grau da BIC (S:57,9%), mas sem perda da especificidade de ambos os exames. Ao contrário, nos animais com pneumonias por Pseudomonas sob tratamento não havia alteração no rendimento dos dois exames, cujos resultados foram semelhantes aos dos animais sem tratamento. Não havia diferenças de leitura da BIC para o diagnóstico, contando a sua positividade em macrófagos ou em neutrófilos infectados. A avaliação global dos casos estudados, reunindo todos os grupos (tratados e não-tratados) em ambos os modelos de pneumonia, mostrou que a acurácia do exame direto, representado pela pesquisa da BIC, foi superior (66%) ao das culturas quantitativas (53%). As conclusões principais do estudo foram: 1) o exame direto do lavado broncoalveolar (LBA) mostrou-se um teste útil e de alto rendimento para o diagnóstico de pneumonia quando realizado na ausência de antibióticos; 2) o LBA feito na vigência de antibióticos efetivos para a pneumonia perde mais de 50% de sua acurácia, mas não é afetado quando o antibiótico for ineficaz ou houver resistência ao mesmo; 3) a pesquisa de BIC no LBA é um exame de resultado precoce, de alta especificidade e com melhor rendimento do que as culturas quantitativas.

Competência e terceirização : um estudo de caso na área de manutenção da CST

Esse trabalho analisa como a competência dos trabalhadores de manutenção pode afetar a confiabilidade dos equipamentos de produção, num processo de terceirização da manutenção. Mais especificamente, tratando do caso específico da terceirização da execução de manutenção elétrica e de instrumentação do Lingotamento Contínuo da CST - Companhia Siderúrgica de Tubarão. Para tanto, foram analisados dois momentos históricos diferentes: antes e após a terceirização da execução de manutenção. Para as análises de competência utilizaram-se dois métodos de diagnóstico diferentes, sendo o primeiro deles, baseado nos estudos de comportamento propostos por David C. McClelland e compilados por Spencer & Spencer (1993). O segundo é uma proposta do próprio autor, que foi nominado locus de competência, baseado em práticas existentes e utilizando-se do que há de mais novo ligado à teoria de competência, nessa nova fase de racionalização do trabalho, tempo em que vivemos. A pesquisa foi explicativa, metodológica e aplicada. Foi realizada por meio de pesquisa de campo, sendo também bibliográfica, documental e por fim, participante. Os resultados da pesquisa mostraram que muito embora a competência das equipes de execução de manutenção elétrica e de instrumentação do Lingotamento Contínuo da CST tenha diminuído com a terceirização, isso não afetou a confiabilidade dos equipamentos de produção da unidade produtiva. Por fim, alguns pontos que poderiam explicar essa constatação são levantados ao final do trabalho.

Uma interface para o aumento da faixa de freqüências de operação de FPAAS

O crescente avanço nas mais diversas áreas da eletrônica, desde instrumentação em baixa freqüência até telecomunicações operando em freqüências muito elevadas, e a necessidade de soluções baratas em curto espaço de tempo que acompanhem a demanda de mercado, torna a procura por circuitos programáveis, tanto digitais como analógicos, um ponto comum em diversas pesquisas. Os dispositivos digitais programáveis, que têm como grande representante os Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), vêm apresentando um elevado e contínuo crescimento em termos de complexidade, desempenho e número de transistores integrados, já há várias décadas. O desenvolvimento de dispositivos analógicos programáveis (Field Programmable Analog Arrays – FPAAs), entretanto, esbarra em dois pontos fundamentais que tornam sua evolução um tanto latente: a estreita largura de banda alcançada, conseqüência da necessidade de um grande número de chaves de programação e reconfiguração, e a elevada área consumida por componentes analógicos como resistores e capacitores, quando integrados em processos VLSI Este trabalho apresenta uma proposta para aumentar a faixa de freqüências das aplicações passíveis de serem utilizadas tanto em FPAAs comerciais quanto em outros FPAAs, através da utilização de uma interface de translação e seleção de sinais, mantendo características de programabilidade do FPAA em questão, sem aumentar em muito sua potência consumida. A proposta, a simulação e a implementação da interface são apresentadas ao longo desta dissertação. Resultados de simulação e resultados práticos obtidos comprovam a eficácia da proposta.

Ensaios acelerados de pavimentos para avaliação de desempenho de recapeamentos asfálticos

Esta dissertação apresenta uma avaliação da eficiência de um recapeamento constituído por mistura de asfalto-borracha (processo via-úmida), no retardamento de reflexão de trincas, através da técnica de ensaios acelerados. Para a realização do estudo foi construído um pavimento experimental com camada final de terraplenagem de argila arenosa de comportamento laterítico (50 cm), base de brita graduada (30 cm), camada de concreto asfáltico trincado (4 cm) e camada de recapeamento em asfalto-borracha (5 cm). O simulador de tráfego DAER/UFRGS aplicou aproximadamente 513.000 ciclos de carga de eixo de 100 kN. Ao longo do experimento o desempenho do pavimento foi acompanhado, com ênfase no surgimento de trincas. A evolução da condição estrutural do pavimento foi monitorada através das medidas de deflexões e dados de instrumentação (tensões e deformações). O registro da evolução da condição funcional do pavimento foi feito através do levantamento de afundamento de trilha de roda, e macro e micro textura. Com a finalidade de comparar o desempenho do recapeamento em asfalto-borracha com os de outros recapeamentos convencionais previamente ensaiados, desenvolveu-se um procedimento para correção de temperaturas. Constatou-se que o emprego de asfalto-borracha retardou em cinco vezes o surgimento de trincas. Assim, o nível de severidade do trincamento igual a 100 cm/m2 ocorreu no recapeamento em asfalto-borracha após 340.000 solicitações (100 kN), enquanto no recapeamento em asfalto convencional tal nível de severidade foi registrado com somente 66.000 solicitações da mesma carga de eixo. Globalmente, o recapeamento em asfalto-borracha conferiu ao pavimento melhores condições funcionais e estruturais, se comparado com um recapeamento convencional da mesma espessura, executado sobre um pavimento com níveis de degradação similares.