Position paper on time and event-triggered communication services in the context of e-manufacturing

Modern factories are complex systems where advances in networking and information technologies are opening new ways towards higher efficiency. Such move is being driven by market rules with ever-increasing competition levels, in search for faster time-to-market, improved process yield, non-stop operations, flexible manufacturing and tighter supply-chain coupling. All these aims present a common requirement, i.e. a realtime flow of information, from the plant-floor up to the management, maintenance, suppliers and clients, to support accurate monitoring and control of the factory. This stresses the importance achieved by the communication infrastructure in modern manufacturing industry. This paper presents the authors view concerning the current trends in modern factory communication systems. It addresses the problems of seamlessly integrating different information flows with diverse requirements, mainly in terms of timeliness. In this aspect, the debate between event-triggered and time-triggered communication is revisited as well as the joint support for both types of traffic. Finally, a view of where factory communication systems are moving to is also presented, showing the impact of open and widely available technologies.

Estágio na empresa SPECMAN para a prática de técnicas de controlo da condição

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Utilização de plataformas de fonte aberta no controlo de condição

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Aplicação da filosofia Lean management:caso de estudo, aplicado à manutenção de edifícios

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia da Manutenção

Estudo sobre Reabilitação Interior de Reservatórios para Água Potável

No presente relatório é apresentado um estudo, realizado na forma de estágio curricular, na empresa Águas do Douro e Paiva, S.A., doravante AdDP, entre 31 de Janeiro e 31 de Julho de 2014, sobre reabilitação interior de reservatórios para água potável. Inicialmente é feito um enquadramento ao tema, com uma abordagem às características genéricas dos reservatórios de água potável e às principais patologias que se verificam no interior desses reservatórios. De seguida, são detalhadas as principais técnicas de reabilitação interior existentes, de acordo com o tipo de patologias encontradas. Como complemento a esse estudo, são apresentados os principais fornecedores e os produtos mais utilizados em cada fase da reabilitação, de acordo com a pesquisa realizada e com as reuniões presenciadas. Por fim, são ainda apresentadas, as principais considerações a ter em conta na lavagem e desinfeção de reservatórios. Atendendo à problemática em causa, foi desenvolvida uma ficha técnica para cada reservatório que, além da sistematização das características principais, tem o objetivo de registar todas as intervenções de reabilitação ou de conservação que possam ocorrer no mesmo. Para tal, foi feito um acompanhamento dos problemas e intervenções verificadas, e surgiu, ainda, a oportunidade de acompanhar o processo de lançamento a concurso das obras de reabilitação que surgiram dessa caracterização. Por fim, foi explorada a componente de gestão patrimonial de infraestruturas, com o desenvolvimento de uma matriz de risco qualitativa, específica para aplicação aos reservatórios da AdDP, com o objetivo de constituir uma ferramenta de apoio à decisão e planeamento das intervenções de reabilitação interior. Embora fora do contexto da reabilitação interior de reservatórios, é de assinalar a importante experiência proporcionada no acompanhamento da obra de alargamento do sistema multimunicipal de abastecimento de água ao concelho de Amarante, que incluiu a instalação de conduta e construção de duas estações elevatórias.

Gestão da manutenção e o novo paradigma de manuseamento de gases fluorados com efeito de estufa

As alterações climáticas são atualmente reconhecidas como uma das mais relevantes ameaças ambientais, sociais e económicas. A resposta a este problema tem-se traduzido na aplicação de um conjunto de legislação e práticas, com o objetivo de promover uma redução significativa das emissões de gases com efeito de estufa. Entre outros, os gases fluorados são dos mais relevantes gases com efeito de estufa, conforme identificados no Protocolo de Quioto. No enquadramento legal em vigor a certificação de técnicos e empresas, assim como certificação de ferramentas para o manuseamento de gases fluorados, sofreu, desde 2011, uma profunda alteração, com impacto nos procedimentos de manutenção existentes até essa data, na atividade de empresas prestadoras de serviços de manutenção e na atuação dos proprietários de edifícios civis e industriais com equipamentos que contêm gases fluorados. Esta tese tem como objetivo evidenciar as ações que as empresas prestadores de serviços necessitam executar para a sua certificação, assim como informar os proprietários de edifícios civis ou industriais, sobre as diferentes vertentes que têm à sua disposição, em termos de gestão da manutenção, de forma a garantir o cumprimento da legislação em vigor nas suas instalações e a gestão de ativos físicos que contêm gases fluorados, tais como equipamentos e instalações de aquecimento, ventilação, ar condicionado e refrigeração. Foi efetuada uma pesquisa aprofundada sobre os requisitos legais e técnicos necessários para a cerificação das empresas que atuam neste sector. Um caso de estudo foi realizado e os resultados apresentados sobre todo o processo de certificação de uma empresa do setor do ar condicionado e refrigeração, para poder prestar serviços em equipamentos ou sistemas que contenham gases fluorados com efeito de estufa.

Caracterização de Particulas de Desgaste do Rolamentos por Ferrografia e Ferrometria

Avarias em rolamentos são causas comuns de falhas em máquinas e equipamentos industriais. Portanto, é importante a aplicação de técnicas que permitam a deteção e a identificação do problema o mais cedo possível a fim de evitar a destruição do rolamento e consequente paragem da máquina. Logo, o processo de monitorização do estado dos rolamentos deve receber uma atenção especial no plano de manutenção de qualquer indústria. Este trabalho tem, assim, como principal objetivo a caracterização das partículas de desgaste provenientes de rolamentos através da análise dos seus lubrificantes por ferrometria e ferrografia analítica. Estas técnicas permitem identificar e caracterizar as várias partículas de desgaste presentes numa amostra de lubrificante, permitindo não só avaliar o grau de severidade do desgaste mas também identificar o tipo de desgaste predominante (fadiga, abrasão, corrosão,etc.), e até identificar os diferentes materiais das partículas que se podem associar a componentes específicos com falhas. A criação de uma base de dados para armazenar os resultados, os comentários e as informações mais importantes obtidos nos ensaios experimentais, assim como a análise de alguns casos práticos, foram também realizados no âmbito deste trabalho. Para desenvolver um conhecimento mais profundo sobre as técnicas utilizadas foi importante fazer uma análise aos diversos tipos de rolamentos, a sua lubrificação e as causas e tipos principais de avarias encontradas.

Evaluation of the impact of a therapeutic drug monitoring program in a Swiss University Hospital

Background and objective: Therapeutic Drug Monitoring (TDM) has been introduced early 1970 in our hospital (CHUV). It represents nowadays an important routine activity of the Division of Clinical Pharmacology and Toxicology (PCL), and its impact and utility for clinicians required assessment. This study thus evaluated the impact of TDM recommendations in terms of dosage regimen adaptation. Design: A prospective observational study was conducted over 5 weeks. The primary objective was to evaluate the application of our TDM recommendations and to identify potential factors associated to variations in their implementation. The secondary objective was to identify pre-analytical problems linked to the collection and processing of blood samples. Setting: Four representative clinical units at CHUV. Main outcome measure: Clinical data, drug related data (intake, collection and processing) and all information regarding the implementation of clinical recommendations were collected and analyzed by descriptive statistics. Results: A total of 241 blood measurement requests were collected, among which 105 triggered a recommendation. 37% of the recommendations delivered were applied, 25 % partially applied and 34% not applied. In 4% it was not applicable. The factors determinant for implementation were the clinical unit and the mode of transmission of the recommendation (written vs oral). No clear difference between types of drugs could be detected. Pre-analytical problems were not uncommon, mostly related to completion of request forms and delays in blood sampling (equilibration or steady-state not reached). We have identified 6% of inappropriate and unusable drug level measurements that could cause a substantial cost for the hospital. Conclusion: This survey highlighted a better implementation of TDM recommendations in clinical units where this routine is well integrated and understood by the medical staff. Our results emphasize the importance of communication with the nurse or the physician in charge, either to transmit clinical recommendations or to establish consensual therapeutic targets in specific conditions. Development of strong partnerships between clinical pharmacists or pharmacologists and clinical units would be beneficial to improve the impact of this clinical activity.

Iowa Department of Transportation Performance Results Achieved for Fiscal Year 2009

The DOT monitors performance of five core functions, under which are eight services, products and activities (SPAs). In all, 56 measures are used to monitor the core functions and SPAs in the DOT’s performance plan. (See Iowa DOT Performance Report – FY2009, pages 1A-9A.) Overall, DOT’s performance was good in fiscal year 2009. Of the 56 measures in the DOT’s performance plan, 43 measures (77%) met or exceeded their targets. Of the 13 measures falling short, ten were within four percent of their target. This means 95 percent of DOT measures met or exceeded 96 percent of their preset target. Performance measures monitoring the core functions of Physical Asset Management and Resource Management showed the DOT did a good job managing resources. A total of 11 of the 14 (79%) core function and SPA measures met or exceeded their predetermined targets. Two of the three measures falling short were within four percent of its target. Core function and SPA measures within the Transportation Systems core function indicated good performance. A total of 22 of the 30 (73%) core function and SPA measures met or exceeded their predetermined targets. Overall, six of the eight measures falling short were within four percent of their target. Performance measures monitoring the core functions of Enforcement and Investigation and Regulation and Compliance showed the DOT performed well. A total of 10 of the 12 (83%) core function and SPA measures met or exceeded their predetermined targets. Both of the measures falling short were within four percent of their target.

Artificial-Intelligence-Based Optimization of the Management of Snow Removal Assets and Resources Final Report, October 2002

Geographic information systems (GIS) and artificial intelligence (AI) techniques were used to develop an intelligent snow removal asset management system (SRAMS). The system has been evaluated through a case study examining snow removal from the roads in Black Hawk County, Iowa, for which the Iowa Department of Transportation (Iowa DOT) is responsible. The SRAMS is comprised of an expert system that contains the logical rules and expertise of the Iowa DOT’s snow removal experts in Black Hawk County, and a geographic information system to access and manage road data. The system is implemented on a mid-range PC by integrating MapObjects 2.1 (a GIS package), Visual Rule Studio 2.2 (an AI shell), and Visual Basic 6.0 (a programming tool). The system could efficiently be used to generate prioritized snowplowing routes in visual format, to optimize the allocation of assets for plowing, and to track materials (e.g., salt and sand). A test of the system reveals an improvement in snowplowing time by 1.9 percent for moderate snowfall and 9.7 percent for snowstorm conditions over the current manual system.

History and Design of Iowa's Highway Maintenance and Weighing Facilities, 2003

In June 2001, the Iowa Department of Transportation announced the imminent closure and disposal of selected highway maintenance facilities as part of cost-cutting measures mandated by the Iowa legislature, an action that was to be completed by July 31, 2001. The DOT recognized that some of these facilities might be "historical sites," which in the Iowa Code are defined as any district, site, building or structure listed on the National Register of Historic Places or identified as eligible for listing in the National Register by the State Historic Preservation Office. Section 303 of the Code requires state agencies to "enter into an agreement with the Department of Cultural Affairs [in which the SHPO is located] to ensure the proper management, maintenance and development of historical sites." The DOT saw this disposal action as an opportunity to compile information about its highway maintenance facilities that could be employed in development of a management program for historic highway maintenance facilities in the future. Subsequently, the DOT authorized a similar study of highway weigh stations.

Automaattisen pakkauskoneen käyttövarmuuden varmentaminen

Työn tavoitteena oli selvittää ja varmistaa uuden pakkauskoneen riittävä käyttövarmuus. Käyttövarmuuden selvittämistä varten tutustuttiin käyttövarmuuden käsitteisiin jatunnuslukuihin, sekä selvitettiin kunnossapidon merkitystä käyttövarmuuteen. Pakkauskoneen käyttövarmuutta analysoitiin vikapuumallin avulla. Analysointia varten laadittu vikapuumalli koostuu 391 perustapahtumasta ja yhteensä 629 tapahtumasta. Käyttövarmuusanalyysi suoritettiin kvalitatiivisesti ja kvantitatiivisesti. Analysointi painottuu kuitenkin kvantitatiiviseen simulointiin. Käyttövarmuusanalysoinnin apuna käytettiin simulointiohjelmaa. Käyttövarmuusvaatimukseksi asetettiin 99 % käytettävyys vuoden käyttöjakson aikana. Vikapuuanalyysin tuloksena saatiin arvio pakkauskoneen kokonaiskäytettävyydestä. Kokonaiskäytettävyydeksi muodostui 96,44 %, joka ei täytä käyttövarmuusvaatimusta. Yksittäisistä komponenttityypeistä epäluotettavimpia olivat liimalaitteiston ja paineilmajärjestelmän komponentit. Analysointityökalun avulla voitiin osoittaa käyttövarmuutta parantavien osatekijöiden vaikutukset saatuun kokonaiskäytettävyyteen. Käyttövarmuuteen voitiin vaikuttaa kunnossapidon avulla, lyhentämällä korjausaikaa ja varmentamalla komponentteja. Esitettyjen keinojen avulla käytettävyyttä on mahdollista nostaa n. 2,18 prosenttiyksikköä. Toimenpidesuositukset esitettiin saatujen tulosten ja työssä havainnoitujen asioiden perusteella. Käytettävyyden parantamiseksi ja varmistamiseksi suositetaan oikeanlaisia kunnossapitotoimenpiteitä, tehokkaan vikadiagnostiikan rakentamista sekä antureiden varmentamista. Käyttökunnonvalvonta suositetaan suoritettavaksi määräaikaistarkastuksina. Käyttökuntoa on aloitettava seuraamaan pidemmällä aikavälillä tapahtuvina häiriöraportointeina. Lisäksi tulevaisuudessa on vaadittava käyttövarmuustakuut toimittajilta laitehankintojen yhteydessä.

Sähkökoneiden etädiagnostiikan kenttätason tiedonsiirtotarpeen arviointi ja instrumentoinnin kehittäminen

Tässä diplomityössä tarkastellaan sähkökoneiden tyypillisiä vikoja ja joitain näiden havaitsemiseen käytettäviä mittauksia ja analyysejä; mittausten tuottamaa tietomäärää arvioidaan. Muutamia teollisuuslaitoksissa käytettyjä väyliä ja tiedonsiirtoprotokollia esitellään, ja analysoidaan kunnonvalvonnan mittauksien siirtämisen näillä väylillä vaatimaa väylän datansiirtonopeutta. Valvottavien sähkökoneiden määrän ylärajaa arvioidaan kunkin väylän/protokollan tapauksessa. Työssä esitellään ratkaisuja sähkökoneiden etädiagnostiikan tiedonsiirron toteuttamiseksi ja arvioidaan valvottavien sähkökoneiden määrän ylärajaa kussakin tapauksessa. Lisäksi työssä suunnitellaan ja toteutetaan kunnonvalvonnan mitta-antureiden kanssa käytettävä mittaustiedon keräily-yksikkö. Keräily-yksikön sisältävä kunnonvalvonnan ja etädiagnostiikan tiedonkeruu- ja tiedonsiirtojärjestelmä asennetaan kahteen pilot-kohteeseen: sellutehtaalle ja pienvesivoimalaan.

Teollisten palveluiden tarjoajien ja asiakkaan välisen yhteistyösuhteen kehittäminen

Työssä tutkitaan asennetun laitekannan kunnossapitopalveluun perustuvan yritysten välisen yhteistyösuhteen kehittämisen edellytyksiä. Tutkimus pohjautuu teollisten palveluiden, yritysten välisten yhteistyösuhteiden ja palveluiden kehittämisen osatekijöiden ja menestystekijöiden teoreettiseen tarkasteluun, sekä kohdeyrityksille suoritetun kvalitatiivisen haastattelututkimuksen tulosten analysointiin teoreettisen viitekehyksen valossa. Tavoitteena on muodostaa ehjä ja hallittava kokonaisuus monialaisen ongelmakentän kriittisistä osatekijöistä, sekä niiden keskinäisistä kausaliteeteista. Yritysten välisen yhteistyön lähtökohtana on, että kaikki yhteistyön osapuolet saavuttavat toiminnalla hyötyjä omasta näkökulmastaan tarkasteltuna. Yhteistyösuhteen kehittäminen ja yhteisen arvon toteutuminen edellyttää näin ollen, että tarjottavan palvelukokonaisuuden sisältämät potentiaaliset hyödyt ja toisaalta myös niitä vastaavat riskit ymmärretään sekä palveluntarjoajan että asiakkaan organisaatiossa. Yhteistyösuhteen kehittäminen edellyttää edelleen myös, että suhteen kehittymistä ja saavutettavia hyötyjä pystytään mittaamaan relevanttien mittareiden avulla. Tutkimuksessa keskitytään hyötypotentiaalin selvittämisen edellytyksiin, sekä hyötyjen viestimisen haasteisiin molempia osapuolia palvelevasta objektiivisesta näkökulmasta. Haastattelututkimuksessa havaittujen ongelmakohtien pohjalta eritellään kehityskohteita ja ratkaisuehdotuksia päätöksenteon tueksi sekä laajojen palvelukokonaisuuksien ja niihin liittyvän ongelmakentän hahmottamisen ja hallinnan helpottamiseksi.

Paperikoneen hyötysuhteen parantaminen kunnossapidon keinoin

Stora Enson Kotkan tehtaiden paperikone yksi on pieni erikoislaatuja tekevä paperikone, jonka hy6tysuhteen parantamiseen on etsitty keinoja kunnossapidon toimesta. Kansainvälisen kilpailun kiristyessä sekä raaka aineiden ja energian kallistuessa paperikoneen hy6tysuhteen tulee olla korkealla tasolla. Tämän diplomity6n kirjallisuusosassa on perehdytty yleisesti kunnossapidon käsitteisiin ja toimintatapoihin. Vikaantumisen osiossa on pyritty l6ytamaan mekanismi laakereiden vikaantumiseen ja kunnonvalvonnalla keinot laakereiden vikaantumisen ehkäisyyn. Työn käytännön osiossa tutkittiin paperikoneen häiriökirjauksia vuosilta 2006 ja 2007 tehtaan toiminnanohjausjärjestelmistä. Samanaikaisesti selvitettiin toimenpidekirjauksia ja tehtyjä korjauksia samoihin kohteisiin, joissa vikaantumista tapahtuu. Tavoitteena oli selvittää syyt suuriin hairi6seisokkiaikoihin sekä analysoida suunniteltujen ja suunnittelemattomien seisokkien suhdetta. Tutkimuksessa havaittiin häiriökirjauksien puutteellisuus ja kirjauksien merkitys häiriöiden ennaltaehkäisyssä.