A DOE based approach for the design of RBF artificial neural networks applied to prediction of surface roughness in AISI 52100 hardened Steel turning

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Optimal Frequency Range Selection for PZT Transducers in Impedance-Based SHM Systems

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Sistema especialista fuzzy para dimensionamento de bombeio mecânico

Despite the emergence of other forms of artificial lift, sucker rod pumping systems remains hegemonic because of its flexibility of operation and lower investment cost compared to other lifting techniques developed. A successful rod pumping sizing necessarily passes through the supply of estimated flow and the controlled wear of pumping equipment used in the mounted configuration. However, the mediation of these elements is particularly challenging, especially for most designers dealing with this work, which still lack the experience needed to get good projects pumping in time. Even with the existence of various computer applications on the market in order to facilitate this task, they must face a grueling process of trial and error until you get the most appropriate combination of equipment for installation in the well. This thesis proposes the creation of an expert system in the design of sucker rod pumping systems. Its mission is to guide a petroleum engineer in the task of selecting a range of equipment appropriate to the context provided by the characteristics of the oil that will be raised to the surface. Features such as the level of gas separation, presence of corrosive elements, possibility of production of sand and waxing are taken into account in selecting the pumping unit, sucker-rod strings and subsurface pump and their operation mode. It is able to approximate the inferente process in the way of human reasoning, which leads to results closer to those obtained by a specialist. For this, their production rules were based on the theory of fuzzy sets, able to model vague concepts typically present in human reasoning. The calculations of operating parameters of the pumping system are made by the API RP 11L method. Based on information input, the system is able to return to the user a set of pumping configurations that meet a given design flow, but without subjecting the selected equipment to an effort beyond that which can bear

Optimization of Radial Basis Function neural network employed for prediction of surface roughness in hard turning process using Taguchi's orthogonal arrays

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Expert system for hot forging design

Planning hot forging processes is a time-consuming activity with high costs involved because of the trial-and-error iterative methods used to design dies and to choose equipment and process conditions. Some processes demand many months to produce forged parts with controlled shapes, dimensions and microstructure. This paper shows how expert systems can help engineers to reduce the time needed to design precision forged parts and dies from machined parts. The software ADHFD interfacing MS Visual Basic v.5.0 and SolidEdge v.3.0 was used to design flashless hot forged gears, chosen from families of gears. © 1998 Elsevier Science S.A. All rights reserved.

Application of Design of experiments on the simulation of a process in an automotive industry

The objective of this article is to apply the Design of experiments technique along with the Discrete Events Simulation technique in an automotive process. The benefits of the design of experiments in simulation include the possibility to improve the performance in the simulation process, avoiding trial and error to seek solutions. The methodology of the conjoint use of Design of Experiments and Computer Simulation is presented to assess the effects of the variables and its interactions involved in the process. In this paper, the efficacy of the use of process mapping and design of experiments on the phases of conception and analysis are confirmed. © 2007 IEEE.

Projeto e simulação de um sistema de controle via LMIs da produção de vapor de uma caldeira aquatubular

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Análise das influências do branqueamento na retenção de caulim e nas propriedades do papel

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Uma Contribuição aos Sistemas de Monitoramento de Integridade Estrutural Baseados na Impedância Eletromecânica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Relações de controle modelo-comparação e equivalência de estímulos em arranjo multinodal

A formação de classes de equivalência parece ocorrer se for possível assegurar o controle consistente pelas relações de controle do tipo modelo-S+ (seleção) ou simultaneamente por ambos os tipos de relações de controle (modelo-S+ e modelo-S-). Relações de controle do tipo modelo-S- parecem dificultar a emergência de equivalência de estímulos. Este estudo pretendeu verificar os efeitos de procedimentos programados para induzir o controle exclusivo por rejeição (modelo-S-) e por seleção (modelo-S+) ou por ambos os tipos de relações de controle (modelo-S+ e modelo-S-) na formação de classes de equivalência. O estudo visou, ainda, identificar o tipo de relações de controle estabelecidos no treino. Participaram do Experimento 1 cinco estudantes da 1ª série do ensino médio. Foram utilizados três conjuntos de estímulos visuais nos treinos programados para induzir as relações modelo-S+, modelo-S- e ambas. As escolhas forma efetuadas com mouse. Nas tentativas iniciais do treino de todas as discriminações condicionais, foi utilizado um prompt que informava, a figura que deveria ser escolhida ou a figura que não deveria ser escolhida. Durante o treino programado para induzir as relações de controle modelo-S- e modelo-S+, uma máscara substituía, respectivamente, o estímulo de comparação correto e o incorreto. No treino que visava induzir ambas as relações, os dois tipos de tentativas eram apresentadas de forma randomizada. Todos os participantes foram expostos ao treino das discriminações condicionais EF, DE, CD, BC e AB, por meio do procedimento de emparelhamento com o modelo, nos três tipos de treino das relações de controle. Após o treino foram conduzidas sondas de equivalência (FA, EA, DA, CA, FB, FC, FD e FA) e as sondas das relações de controle. Cada dois participantes foram expostos a uma seqüência diferente dos treinos programados para induzir os três tipos de relações de controle. Para identificar o tipo de relação de controle estabelecido durante o treino foram utilizados os testes blank comparison e do estímulo novo. Independentemente da relação de controle estabelecida no treino, nenhum dos participantes apresentou formação de classes de equivalência. As sondas das relações de controle, no teste blank comparison, mostraram desempenhos inconsistentes em todos os participantes, nos treinos para induzir as relações de controle do tipo modelo-S-, indicou o estabelecimento de relações de controle do tipo modelo-S+ entre o estímulo modelo e a máscara. As sondas de controle, no teste do estímulo novo, mostraram desempenho inconsistente para a maioria dos participantes. Os resultados sugerem que os treinos programados não induziram as relações de controle previstas. O Experimento 2 foi conduzido com outros 6 alunos do ensino médio e teve como objetivo verificar o efeito dos treinos programados para induzir as relações de controle modelo-S+, modelo-S- e ambas na formação de classes de equivalência. O prompt verbal usado no experimento 1 foi removido e foi aplicado um pré-treino por tentativa e erro, ensinado as discriminações condicionais e mostrando o estímulo sob a máscara. As demais condições do experimento 1 foram mantidas. Dois participantes apresentaram imediata formação de classes de equivalência na condição programada para induzir relações de controle modelo-S+/modelo-S-, e um destes participantes também apresentou estes desempenhos emergentes na condição modelo- S+. Na condição modelo-S+/modelo-S- todos os participantes escolheram-S+ nas sondas de controle (teste blank comparison). Na condição modelo-S-, 3 participantes escolheram sempre a máscara, sugerindo o estabelecimento de discriminações simples entre estímulo modelo e máscara. Na condição modelo-S+, um participante escolheu apenas o S+, dois fizeram escolhas ao S+ ou ao S- e os demais mostraram inconsistências em suas escolhas. No teste do estímulo novo, na condição modelo-S+, verificaram-se escolhas consistentes para os dois participantes que mostraram imediata formação de classes de equivalência. Na condição modelo-S+, nas tentativas que avaliam o controle por seleção, quatro participantes escolheram somente o estímulo correto e os demais fizeram escolhas inconsistentes. Quando era avaliado o controle por rejeição, a maioria das escolhas foi ao S- e à janela vazia, somente um estudante escolheu o estímulo novo. Os resultados sugerem que os treinos programados para induzir a relações de controle modelo-S+ e modelo-S+/modelo-S- facilitam a formação de classes de equivalência e que o treino programado para induzir o controle modelo-Sdificulta a formação de classes.

Aplicação dos métodos eletromagnéticos VLF e HLEM na prospecção hidrogeológica no município de São Domingos do Araguaia-PA

Inserido no convênio de cooperação firmado entre a Fundação Nacional de Saúde e a Universidade Federal do Pará, através do Departamento de Geofísica e do Curso de Pós-Graduação em Geofísica, este trabalho tem como objetivo o mapeamento geológico com a aplicação dos métodos eletromagnéticos VLF e HLEM, visando o estudo hidrogeológico do Município de São Domingos do Araguaia no Sudeste do Estado do Pará. Também, estudamos o desempenho quantitativo do método VLF, no que diz respeito a prospecção de água subterrânea. Primeiramente, analisamos a resposta VLF, através dos parâmetros da elipse de polarização (inclinação e elipsidade), de diferentes situações geológicas possíveis de serem encontradas no local de estudo e voltadas a hidrogeologia. Também, avaliamos a influência que os parâmetro físicos do modelo exercem na anomalia, utilizando para estas finalidades modelagem numérica por elemento finito. A análise quantitativa foi realizada através de ajuste, por tentativa e erro, com curvas teóricas obtidas da simulação de modelos idealizados na interpretação qualitativa, a qual fizemos com o auxilio da técnica de filtragem de Fraser e com perfís do método HLEM. Os resultados mostraram a existência de feições estruturais de "trends" N-S e NE-SW, que correlacionadas à geologia regional são falhas normais e de transferências, respectivamente. Com base nesses resultados, foram selecionados alguns locais com maiores probabilidades de sucesso na captação de água subterrânea através de poços.

Effetti della viscoelasticità sulla misura dell’energia di adesione tra film di polietilene

Lo stretch film è una diffusa applicazione per imballaggio dei film in polietilene (PE), utilizzato per proteggere diversi prodotti di vari dimensioni e pesi. Una caratteristica fondamentale del film è la sua proprietà adesiva in virtù della quale il film può essere facilmente chiuso su se stesso. Tipicamente vengono scelti gradi lineari a bassa densità (LLDPE) con valori relativamente bassi di densità a causa delle loro buone prestazioni. Il mercato basa la scelta del materiale adesivo per tentativi piuttosto che in base alla conoscenza delle caratteristiche strutturali ottimali per l’applicazione. Come per i pressure sensitive adhesives, le proprietà adesive di film stretch in PE possono essere misurati mediante "peel testing". Esistono molti metodi standard internazionali ma i risultati di tali prove sono fortemente dipendenti dalla geometria di prova, sulla possibile deformazione plastica che si verificano nel peel arm(s), e la velocità e temperatura. Lo scopo del presente lavoro è quello di misurare l'energia di adesione Gc di film stretch di PE, su se stessi e su substrati diversi, sfruttando l'interpretazione della meccanica della frattura per tener conto dell'elevata flessibilità e deformabilità di tali film. Quindi, la dipendenza velocità/temperatura di Gc sarà studiata con riferimento diretto al comportamento viscoelastico lineare dei materiali utilizzati negli strati adesivi, per esplorare le relazioni struttura-proprietà che possono mettere in luce i meccanismi molecolari coinvolti nei processi di adesione e distacco. Nella presente caso, l’adesivo non è direttamente disponibile come materiale separato che può essere messo tra due superfici di prova e misurato per la determinazione delle sue proprietà. Il presupposto principale è che una parte, o fase, della complessa struttura semi-cristallina del PE possa funzionare come adesivo, e un importante risultato di questo studio può essere una migliore identificazione e caratterizzazione di questo "fase adesiva".

A method for automated generation of radiotherapy treatment plans for lung cancer

La radioterapia è una tecnica molto impiegata per la cura del cancro. Attualmente la somministrazione avviene principalmente attraverso la intensity modulated radiotherapy (IMRT, sovrapposizione di campi ad intensità modulata), un cui sviluppo recente è la volumetric modulated arc therapy (VMAT, irradiazione continua lungo un arco ininterrotto). La generazione di piani richiede esperienza ed abilità: un dosimetrista seleziona cost functions ed obiettivi ed un TPS ottimizza la disposizione dei segmenti ad intensità modulata. Se il medico giudica il risultato non soddisfacente, il processo riparte da capo (trial-and-error). Una alternativa è la generazione automatica di piani. Erasmus-iCycle, software prodotto presso ErasmusMC (Rotterdam, The Netherlands), è un algoritmo di ottimizzazione multicriteriale di piani radioterapici per ottimizzazione di intensità basato su una wish list. L'output consiste di piani Pareto-ottimali ad intensità modulata. La generazione automatica garantisce maggiore coerenza e qualità più elevata con tempi di lavoro ridotti. Nello studio, una procedura di generazione automatica di piani con modalità VMAT è stata sviluppata e valutata per carcinoma polmonare. Una wish list è stata generata attraverso una procedura iterativa su un gruppo ristretto di pazienti con la collaborazione di fisici medici ed oncologi e poi validata su un gruppo più ampio di pazienti. Nella grande maggioranza dei casi, i piani automatici sono stati giudicati dagli oncologi migliori rispetto ai rispettivi piani IMRT clinici generati manualmente. Solo in pochi casi una rapida calibrazione manuale specifica per il paziente si è resa necessaria per soddisfare tutti i requisiti clinici. Per un sottogruppo di pazienti si è mostrato che la qualità dei piani VMAT automatici era equivalente o superiore rispetto ai piani VMAT generati manualmente da un dosimetrista esperto. Complessivamente, si è dimostrata la possibilità di generare piani radioterapici VMAT ad alta qualità automaticamente, con interazione umana minima. L'introduzione clinica della procedura automatica presso ErasmusMC è iniziata (ottobre 2015).

Spatio-Temporal Credit Assignment in Neuronal Population Learning

n learning from trial and error, animals need to relate behavioral decisions to environmental reinforcement even though it may be difficult to assign credit to a particular decision when outcomes are uncertain or subject to delays. When considering the biophysical basis of learning, the credit-assignment problem is compounded because the behavioral decisions themselves result from the spatio-temporal aggregation of many synaptic releases. We present a model of plasticity induction for reinforcement learning in a population of leaky integrate and fire neurons which is based on a cascade of synaptic memory traces. Each synaptic cascade correlates presynaptic input first with postsynaptic events, next with the behavioral decisions and finally with external reinforcement. For operant conditioning, learning succeeds even when reinforcement is delivered with a delay so large that temporal contiguity between decision and pertinent reward is lost due to intervening decisions which are themselves subject to delayed reinforcement. This shows that the model provides a viable mechanism for temporal credit assignment. Further, learning speeds up with increasing population size, so the plasticity cascade simultaneously addresses the spatial problem of assigning credit to synapses in different population neurons. Simulations on other tasks, such as sequential decision making, serve to contrast the performance of the proposed scheme to that of temporal difference-based learning. We argue that, due to their comparative robustness, synaptic plasticity cascades are attractive basic models of reinforcement learning in the brain.

Looking at the effectiveness of an earth science unit designed using the Understanding by Design process

This report shares my efforts in developing a solid unit of instruction that has a clear focus on student outcomes. I have been a teacher for 20 years and have been writing and revising curricula for much of that time. However, most has been developed without the benefit of current research on how students learn and did not focus on what and how students are learning. My journey as a teacher has involved a lot of trial and error. My traditional method of teaching is to look at the benchmarks (now content expectations) to see what needs to be covered. My unit consists of having students read the appropriate sections in the textbook, complete work sheets, watch a video, and take some notes. I try to include at least one hands-on activity, one or more quizzes, and the traditional end-of-unit test consisting mostly of multiple choice questions I find in the textbook. I try to be engaging, make the lessons fun, and hope that at the end of the unit my students get whatever concepts I‘ve presented so that we can move on to the next topic. I want to increase students‘ understanding of science concepts and their ability to connect understanding to the real-world. However, sometimes I feel that my lessons are missing something. For a long time I have wanted to develop a unit of instruction that I know is an effective tool for the teaching and learning of science. In this report, I describe my efforts to reform my curricula using the “Understanding by Design” process. I want to see if this style of curriculum design will help me be a more effective teacher and if it will lead to an increase in student learning. My hypothesis is that this new (for me) approach to teaching will lead to increased understanding of science concepts among students because it is based on purposefully thinking about learning targets based on “big ideas” in science. For my reformed curricula I incorporate lessons from several outstanding programs I‘ve been involved with including EpiCenter (Purdue University), Incorporated Research Institutions for Seismology (IRIS), the Master of Science Program in Applied Science Education at Michigan Technological University, and the Michigan Association for Computer Users in Learning (MACUL). In this report, I present the methodology on how I developed a new unit of instruction based on the Understanding by Design process. I present several lessons and learning plans I‘ve developed for the unit that follow the 5E Learning Cycle as appendices at the end of this report. I also include the results of pilot testing of one of lessons. Although the lesson I pilot-tested was not as successful in increasing student learning outcomes as I had anticipated, the development process I followed was helpful in that it required me to focus on important concepts. Conducting the pilot test was also helpful to me because it led me to identify ways in which I could improve upon the lesson in the future.