A temperature predicting model for manufacturing processes requiring coiling

A model for predicting temperature evolution for automatic controling systems in manufacturing processes requiring the coiling of bars in the transfer table is presented. Although the method is of a general nature, the presentation in this work refers to the manufacturing of steel plates in hot rolling mills. The predicting strategy is based on a mathematical model of the evolution of temperature in a coiling and uncoiling bar and is presented in the form of a parabolic partial differential equation for a shape changing domain. The mathematical model is solved numerically by a space discretization via geometrically adaptive finite elements which accomodate the change in shape of the domain, using a computationally novel treatment of the resulting thermal contact problem due to coiling. Time is discretized according to a Crank-Nicolson scheme. Since the actual physical process takes less time than the time required by the process controlling computer to solve the full mathematical model, a special predictive device was developed, in the form of a set of least squares polynomials, based on the off-line numerical solution of the mathematical model.

Highway fuel consumption computer model (version I). Final report.

Transportation Department, Washington, D.C.

Reformulação de um Sistema de Gestão de Consumos de Energia

Atualmente a energia é considerada um vetor estratégico nas diversas organizações. Assim sendo, a gestão e a utilização racional da energia são consideradas instrumentos fundamentais para a redução dos consumos associados aos processos de produção do sector industrial. As ações de gestão energética não deverão ficar pela fase do projeto das instalações e dos meios de produção, mas sim acompanhar a atividade da Empresa. A gestão da energia deve ser sustentada com base na realização regular de diagnósticos energéticos às instalações consumidoras e concretizada através de planos de atuação e de investimento que apresentem como principal objetivo a promoção da eficiência energética, conduzindo assim à redução dos respetivos consumos e, consequentemente, à redução da fatura energética. Neste contexto, a utilização de ferramentas de apoio à gestão de energia promovem um consumo energético mais racional, ou seja, promovem a eficiência energética e é neste sentido que se insere este trabalho. O presente trabalho foi desenvolvido na Empresa RAR Açúcar e apresentou como principais objetivos: a reformulação do Sistema de Gestão de Consumos de Energia da Empresa, a criação de um modelo quantitativo que permitisse ao Gestor de Energia prever os consumos anuais de água, fuelóleo e eletricidade da Refinaria e a elaboração de um plano de consumos para o ano de 2014 a partir do modelo criado. A reformulação do respetivo Sistema de Gestão de Consumos resultou de um conjunto de etapas. Numa primeira fase foi necessário efetuar uma caraterização e uma análise do atual Sistema de Gestão de Consumos da Empresa, sistema composto por um conjunto de sete ficheiros de cálculo do programa Microsoft Excel©. Terminada a análise, selecionada a informação pertinente e propostas todas as melhorias a introduzir nos ficheiros, procedeu-se à reformulação do respetivo SGE, reduzindo-se o conjunto de ficheiros de cálculo para apenas dois ficheiros, um onde serão efetuados e visualizados todos os registos e outro onde serão realizados os cálculos necessários para o controlo energético da Empresa. O novo Sistema de Gestão de Consumos de Energia será implementado no início do ano de 2015. Relativamente às alterações propostas para as folhas de registos manuais, estas já foram implementadas pela Empresa. Esta aplicação prática mostrou-se bastante eficiente uma vez que permitiu grandes melhorias processuais nomeadamente, menores tempos de preenchimento das mesmas e um encurtamento das rotas efetuadas diariamente pelos operadores. Através do levantamento efetuado aos diversos contadores foi possível identificar todas as áreas onde será necessário a sua instalação e a substituição de todos os contadores avariados, permitindo deste modo uma contabilização mais precisa de todos os consumos da Empresa. Com esta reestruturação o Sistema de Gestão de Consumos tornou-se mais dinâmico, mais claro e, principalmente, mais eficiente. Para a criação do modelo de previsão de consumos da Empresa foi necessário efetuar-se um levantamento dos consumos históricos de água, eletricidade, fuelóleo e produção de açúcar de dois anos. Após este levantamento determinaram-se os consumos específicos de água, fuelóleo e eletricidade diários (para cada semana dos dois anos) e procedeu-se à caracterização destes consumos por tipo de dia. Efetuada a caracterização definiu-se para cada tipo de dia um consumo específico médio com base nos dois anos. O modelo de previsão de consumos foi criado com base nos consumos específicos médios dos dois anos correspondentes a cada tipo de dia. Procedeu-se por fim à verificação do modelo, comparando-se os consumos obtidos através do modelo (consumos previstos) com os consumos reais de cada ano. Para o ano de 2012 o modelo apresenta um desvio de 6% na previsão da água, 12% na previsão da eletricidade e de 6% na previsão do fuelóleo. Em relação ao ano de 2013, o modelo apresenta um erro de 1% para a previsão dos consumos de água, 8% para o fuelóleo e de 1% para a eletricidade. Este modelo permitirá efetuar contratos de aquisição de energia elétrica com maior rigor o que conduzirá a vantagens na sua negociação e consequentemente numa redução dos custos resultantes da aquisição da mesma. Permitirá também uma adequação dos fluxos de tesouraria à necessidade reais da Empresa, resultante de um modelo de previsão mais rigoroso e que se traduz numa mais-valia financeira para a mesma. Foi também proposto a elaboração de um plano de consumos para o ano de 2014 a partir do modelo criado em função da produção prevista para esse mesmo ano. O modelo apresenta um desvio de 24% na previsão da água, 0% na previsão da eletricidade e de 28% na previsão do fuelóleo.

Long-run consumption risk with durable goods : UK evidence for equity and bond markets

"It is a widely accepted fact that the consumption-based capital asset pricing model (CCAPM) fails to provide a good explanation of many important features of the behaviour of financial market returns in a large range of countries over a long period of time. However, within a representative consumer/investor model, it is hard to see how the basic structure of the consumption based model can be safely abandoned." [introdução]

Spectral solution for the air stripping pollutants removal dynamic model with non linear steady state conditions

This work deals with the numerical simulation of air stripping process for the pre-treatment of groundwater used in human consumption. The model established in steady state presents an exponential solution that is used, together with the Tau Method, to get a spectral approach of the solution of the system of partial differential equations associated to the model in transient state.

Why do educated mothers matter? A model of parental help

The paper investigates the role of mothers in affecting childrens' performance at school. It develops a theoretical model in which household is treated as an individual, whose utility depends on the performance at school of the student and on consumption. The model focuses on the possibilities through which mother’s help may affect pupil's performance in terms of time devoted to supervision and spillover effects. Empirical evidence, using Italian PISA 2006, shows that highly educated mothers have a positive impact on students' score only when they are highly qualified in the job market.

Predicting MAOD Using Only a Supramaximal Exhaustive Test

The objective of this study was to propose an alternative method (MAOD(ALT)) to estimate the maximal accumulated oxygen deficit (MAOD) using only one supramaximal exhaustive test. Nine participants performed the following tests: (a) a maximal incremental exercise test, (b) six submaximal constant workload tests, and (c) a supramaximal constant workload test. Traditional MAOD was determined by calculating the difference between predicted O(2) demand and accumulated O(2) uptake during the supramaximal test. MAOD(ALT) was established by summing the fast component of excess post-exercise oxygen consumption and the O(2) equivalent for energy provided by blood lactate accumulation, both of which were measured during the supramaximal test. There was no significant difference between MAOD (2.82 +/- 0.45 L) and MAOD(ALT) (2.77 +/- 0.37 L) (p = 0.60). The correlation between MAOD and MAOD(ALT) was also high (r = 0.78; p = 0.014). These data indicate that the MAOD(ALT) can be used to estimate the MAOD.

Consumption habit and international stock returns

We use the consumption-based asset pricing model with habit formation to study the predictability and cross-section of returns from the international equity markets. We find that the predictability of returns from many developed countries' equity markets is explained in part by changing prices of risks associated with consumption relative to habit at the world as well as local levels. We also provide an exploratory investigation of the cross-sectional implications of the model under the complete world market integration hypothesis and find that the model performs mildly better than the traditional consumption-based model. the unconditional and conditional world CAPMs and a three-factor international asset pricing model. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Numerical solution of a PDE system with non-linear steady state conditions that translates the air stripping pollutants removal

This work deals with the numerical simulation of air stripping process for the pre-treatment of groundwater used in human consumption. The model established in steady state presents an exponential solution that is used, together with the Tau Method, to get a spectral approach of the solution of the system of partial differential equations associated to the model in transient state.

Notes on Agents’ Behavioral Rules Under Adaptive Learning and Studies of Monetary Policy

These notes try to clarify some discussions on the formulation of individual intertemporal behavior under adaptive learning in representative agent models. First, we discuss two suggested approaches and related issues in the context of a simple consumption-saving model. Second, we show that the analysis of learning in the NewKeynesian monetary policy model based on “Euler equations” provides a consistent and valid approach.

Product costing in SAP environment

Kustannuslaskennan ala on muuttumassa. IT teknologian hämmästyttävän nopea kehitys viime vuosina on luonut kustannuslaskennalle uusia mahdollisuuksia. Toisaalta myös kustannuslaskennalle asetetut vaatimukset ovat muuttuneet. Nykyisin kustannustietoutta tarvitaan erityisesti päätöksenteon tueksi. Kaikesta huolimatta yleisesti käytetyt laskentamenetelmät eivät ole muuttuneet. Työn tavoite on tutkia mahdollisia tapoja tuotekohtaisen kustannuslaskennan toteuttamiseksi SAP toiminnanohjausjärjestelmän avulla. Erityisesti toiminnanohjausjärjestelmien nopea kehitys on mahdollistanut aikaisempaa nopeamman ja tarkemman kustannuslaskennan. On kuitenkin muistettava, että järjestelmät ovat vaintyökaluja. On siis erittäin tärkeää valita tarkoituksenmukainen laskentamenetelmä. Työn perimmäinen tarkoitus onkin valita kyseessä olevaan tilanteeseen sopivin menetelmä.Viime vuosien akateemisessa kirjoittelussa on esitelty useita uusia kustannuslaskentamenetelmiä. Toimintolaskennan uusi versio, Time-Driven Activity-Based Costing, on eräs varteenotettava vaihtoehto tuotekohtaisen kustannuslaskennan toteuttamiseksi SAP-ympäristössä. Toinen hyvin soveltuva menetelmä on Resource Consumption Accounting (RCA), joka soveltuu erityisen hyvin SAP-ympäristöön.Molemmilla menetelmillä on hyvät ja huonot puolet, mutta tässä tapauksessa RCA soveltuu tehtävään paremmin. RCA on joustava ja tarjoaa laaja-alaista tietoa. Tästä syystä Resource Consumption Accounting oli paras vaihtoehto.Työssä rakennettu RCA malli testattiin kolmen erilaisen tuotteen historiallisella datalla. RCA:ntuomia mahdollisuuksia pohdittiin ja ongelmia selvitettiin. RCA on hyvin saman tyyppinen yrityksessä jo käytettävän laskentamenetelmän kanssa. Implementointi ei siis olisi mahdoton tehtävä. RCA kuitenkin tarjoaa mahdollisuuksia, joita nykyisellä menetelmällä ei voida saavuttaa.

Moottoripolttoaineiden ominaisuuksien mallintaminen

Työn tavoitteena on selvittää voidaanko neuroverkkoa käyttää mallintamaan ja ennustamaan polttoaineen vaikutusta nykyaikaisen auton päästöihin. Näin pystyttäisiin vähentämään aikaa vievien ja kalliiden koeajojen tarvetta. Työ tehtiin Lappeenrannan teknillisen yliopiston ja Fortum Oy:n yhteistyöprojektissa. Työssä tehtiin kolme erilaista mallia. Ensimmäisenä tehtiin autokohtainen malli, jolla pyrittiin ennustamaan autokohtaista käyttäytymistä. Toiseksi kokeiltiin mallia, jossa automalli oli yhtenä syötteenä. Kolmantena yritettiin kiertää eräitä aineiston ongelmia käyttämällä "sumeutettuja" polttoaineiden koostumuksia. Työssä käytettiin MLP-neuroverkkoa, joka opetettiin backpropagation algoritmilla. Työssä havaittiin ettei käytettävissä olleella aineistolla ja käytetyillä malleilla pystytä riittävällä tarkkuudella mallintamaan polttoaineen vaikutusta päästöihin. Aineiston ongelmia olivat mm. suuret mittausvarianssit, aineiston pieni määrä sekä aineiston soveltumattomuus neuroverkolla mallintamiseen.

Pohjapaperin kustannusrakenteen optimointi

Kilpailulliset tekijät ovat johtaneet paperin valmistajat miettimään keinoja valmistuskustannusten leikkaamiseksi. Yksi keino on optimoida raaka-aineiden käyttöä, jota on tehty tässä diplomityössä. Työn tarkoitus on selvittää koeajoin mahdollisuudet kalliimpien raaka-aineiden korvaamiseen edullisemmilla, säilyttäen kuitenkin pohjapaperin laadulliset ominaisuudet. Työ on toteutettu UPM Kymmene Oyj:n Jokilaakson tehtailla, Jämsänkosken paperitehtaan Tarrapaperit-osastolla. Työssä on käytetty apuna tietokoneohjelmia mallintamaan ja simuloimaan paperissa ja paperin kustannusrakenteessa tapahtuvia muutoksia, mutta merkittävimmässä asemassa ovat olleet koeajot ja erilaisten näytteiden käsittely. Raaka-aineina käytettävien massojen osuuksien optimoinnilla on saatu aikaiseksi merkittäviä kustannussäästöjä, mutta työn yhteydessä on löydetty myös keinoja säästöjen saavuttamiseksi energiankulutusta järkevöittämällä. Luotu malli auttaa jatkossa kustannusrakenteen seurannassa. Mäntysellun osuuden laskulla ja täyteaineen osuuden nostolla saavutetaan merkittävimmät kustannussäästöt, kemihierteellä vaikutus kustannuksiin on vähäisempi. Sähköenergiaa vievä kuitujen jauhatus on järjestetty paperikone 3:lla uudella tavalla, jolla on paitsi saavutettu säästöä energiassa, parannettu myös paperin lujuutta.

Asymmetries in Business Cycles

Esta disertación busca estudiar los mecanismos de transmisión que vinculan el comportamiento de agentes y firmas con las asimetrías presentes en los ciclos económicos. Para lograr esto, se construyeron tres modelos DSGE. El en primer capítulo, el supuesto de función cuadrática simétrica de ajuste de la inversión fue removido, y el modelo canónico RBC fue reformulado suponiendo que des-invertir es más costoso que invertir una unidad de capital físico. En el segundo capítulo, la contribución más importante de esta disertación es presentada: la construcción de una función de utilidad general que anida aversión a la pérdida, aversión al riesgo y formación de hábitos, por medio de una función de transición suave. La razón para hacerlo así es el hecho de que los individuos son aversos a la pérdidad en recesiones, y son aversos al riesgo en auges. En el tercer capítulo, las asimetrías en los ciclos económicos son analizadas junto con ajuste asimétrico en precios y salarios en un contexto neokeynesiano, con el fin de encontrar una explicación teórica de la bien documentada asimetría presente en la Curva de Phillips.

The effects of a soft drink tax in the UK

The majority of the UK population is either overweight or obese. Health economists, nutritionists and doctors are calling for the UK to follow the example of other European countries and introduce a tax on soft drinks as a result of the perception that high intakes contribute to diet-related disease. We use a demand model estimated with household-level data on beverage purchases in the UK to investigate the effects of a tax on soft drink consumption. The model is a Quadratic Almost Ideal Demand System, and censoring is handled by applying a double hurdle. Separate models are estimated for low, moderate and high consumers to allow for a differential impact on consumption between these groups. Applying different hypothetical tax rates, we conclude that understanding the nature of substitute/complement relationships is crucial in designing an effective policy as these relationships differ between consumers depending on their consumption level. The overall impact of a soft drink tax on calorie consumption is likely to be small.