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Este trabalho apresenta a criação de uma metodologia de análise de projetos luminotécnicos em indústrias, voltados à eficiência energética com o objetivo de avaliar alternativas para sistemas de iluminação em plantas industriais. Visa orientar a escolha do sistema de iluminação mais eficiente, considerando os aspectos técnicos e econômicos, buscando, entre outros aspectos, simplificar a escolha do sistema mais adequado para cada indústria. A partir de um levantamento de mercado, foram identificados os equipamentos disponíveis para o projeto luminotécnico em ambientes industriais. Foram adotados tanto sistemas já consolidados e com maior aceitação pelos consumidores industriais, assim como sistemas ainda pouco difundidos por serem recentes e apresentarem altos custos, devido à tecnologia aplicada. São propostos sete sistemas para cada um dos três cenários-padrão de layout fabril escolhidos. Os cenários apresentam diferentes alturas de instalação e distância entre pilares modulados, de maneira que podem se repetir inúmeras vezes. A adoção da referida metodologia, permite que a análise dos sistemas em cada cenário seja feita a partir da figura de mérito do Custo do Ciclo de Vida Anualizado (CCVA). A avaliação do CCVA de cada sistema é seguida por uma análise de sensibilidade dos parâmetros variáveis envolvidos, sendo eles: taxa de remuneração do capital, tempo de utilização do sistema, custo da energia e custo dos equipamentos. De posse de todos os resultados obtidos através das simulações e dos cálculos, com relevante representatividade no segmento industrial, podemos inferir que há sistemas mais eficientes economicamente que os já consolidados e que, apesar de apresentarem um investimento inicial mais alto, se comparado aos sistemas comuns, se viabilizam pela alta tecnologia aplicada. / This work presents the creation of a methodology for industry lighting project analysis focused on energy efficient, which aims to evaluate alternative lighting systems for industrial plants. The idea is to help the selection of more efficient lighting systems balancing technical and economic aspects trying, among others, to simplify the selection of the most suitable system for each industry. After a market overview it was possible to identify the available equipments for industrial lighting, Consolidated systems with wide acceptance by industrial consumers as well as high tech recent systems barely known due to higher costs were adopted. As a result, 7 different systems are proposed for each one of the three standard scenarios of the chosen manufacturing lay outs. These scenarios present different installation heights and distance between modulated pillars, which may be repeated many times. The adoption of the proposed methodology allows each scenario system analysis to be done by the figure of merit of the Yearly Life Cycle Costing (YLCC). The evaluation of each systems YLCC is followed by a sensibility analysis of the involved variables parameters, which are: return on investment (ROI), usage time, energy and equipment costs. With the results attained through simulations and calculations with relevant representation in the industrial segment we can infer that there are more economically efficient systems than those consolidated by the market and though they require higher investments when compared to the usual systems, they are feasible due to the high technology applied.

Este trabalho apresenta a criação de uma metodologia de análise de projetos luminotécnicos em indústrias, voltados à eficiência energética com o objetivo de avaliar alternativas para sistemas de iluminação em plantas industriais. Visa orientar a escolha do sistema de iluminação mais eficiente, considerando os aspectos técnicos e econômicos, buscando, entre outros aspectos, simplificar a escolha do sistema mais adequado para cada indústria. A partir de um levantamento de mercado, foram identificados os equipamentos disponíveis para o projeto luminotécnico em ambientes industriais. Foram adotados tanto sistemas já consolidados e com maior aceitação pelos consumidores industriais, assim como sistemas ainda pouco difundidos por serem recentes e apresentarem altos custos, devido à tecnologia aplicada. São propostos sete sistemas para cada um dos três cenários-padrão de layout fabril escolhidos. Os cenários apresentam diferentes alturas de instalação e distância entre pilares modulados, de maneira que podem se repetir inúmeras vezes. A adoção da referida metodologia, permite que a análise dos sistemas em cada cenário seja feita a partir da figura de mérito do Custo do Ciclo de Vida Anualizado (CCVA). A avaliação do CCVA de cada sistema é seguida por uma análise de sensibilidade dos parâmetros variáveis envolvidos, sendo eles: taxa de remuneração do capital, tempo de utilização do sistema, custo da energia e custo dos equipamentos. De posse de todos os resultados obtidos através das simulações e dos cálculos, com relevante representatividade no segmento industrial, podemos inferir que há sistemas mais eficientes economicamente que os já consolidados e que, apesar de apresentarem um investimento inicial mais alto, se comparado aos sistemas comuns, se viabilizam pela alta tecnologia aplicada. / This work presents the creation of a methodology for industry lighting project analysis focused on energy efficient, which aims to evaluate alternative lighting systems for industrial plants. The idea is to help the selection of more efficient lighting systems balancing technical and economic aspects trying, among others, to simplify the selection of the most suitable system for each industry. After a market overview it was possible to identify the available equipments for industrial lighting, Consolidated systems with wide acceptance by industrial consumers as well as high tech recent systems barely known due to higher costs were adopted. As a result, 7 different systems are proposed for each one of the three standard scenarios of the chosen manufacturing lay outs. These scenarios present different installation heights and distance between modulated pillars, which may be repeated many times. The adoption of the proposed methodology allows each scenario system analysis to be done by the figure of merit of the Yearly Life Cycle Costing (YLCC). The evaluation of each systems YLCC is followed by a sensibility analysis of the involved variables parameters, which are: return on investment (ROI), usage time, energy and equipment costs. With the results attained through simulations and calculations with relevant representation in the industrial segment we can infer that there are more economically efficient systems than those consolidated by the market and though they require higher investments when compared to the usual systems, they are feasible due to the high technology applied.

A ventilação nas edificações tem por objetivo principal criar um ambiente interno confortável e saudável, preservando a qualidade do ar interior. Um dos principais sistemas de renovação do ar, e praticamente a única opção economicamente viável, utilizado no projeto de ambientes industriais é a ventilação natural. Esta pode ser promovida por dois mecanismos: o denominado efeito chaminé e o efeito dos ventos, porém também podem ocorrer pelos dois simultaneamente. O objetivo deste trabalho é pesquisar a viabilidade do emprego de modelos reduzidos no projeto da ventilação natural em pavilhões industriais, considerando unicamente o efeito chaminé. Para atingir esse objetivo foi ensaiado um modelo, com escala geométrica 1/100, de um pavilhão industrial real situado na cidade de Passo Fundo – RS, que será utilizado como uma fábrica para injeção de alumínio em carcaças e rotores elétricos. Nos ensaios foram medidas velocidades na abertura de saída, com anemômetro de fio quente, e temperaturas com termopares, tanto dentro como fora do modelo. Os resultados alcançados permitem avaliar quais são as leis de semelhança relevantes neste tipo de ensaio com modelo reduzido, as limitações do procedimento experimental e, ainda, determinar valores de vazões de ar nas aberturas de saída e compará-los com vazões obtidas através da utilização de alguns modelos teóricos. / The ventilation in the constructions has for main objective to create a comfortable and healthful internal environment, preserving the quality of the interior air. One of the main systems of renewal of air, and practically the only economically viable option, used in the industrial environment project is the natural ventilation. This can be promoted by two mechanisms: the called buoyancy and the effect of the winds, however also can occur for the two simultaneously. The objective of this work is to search the viability of the job of models reduced in the project of the natural ventilation in industrial pavilions, considering solely the buoyancy. To reach this objective a model was assayed, with geometric scale 1/100, of a situated real industrial pavilion in the city of Passo Fundo – RS, that will be used as a plant for injection of aluminum in carcasses and electric rotors. In the assays speeds in the exit opening had been measured, with anemometer of hot wire, and temperatures with thermocouples, in such a way inside as it are of the model. The reached results allow to evaluate which are the excellent laws of similarity in this type of assay with reduced model, the limitations of the experimental procedure and still to determine values of air outflows in the exit openings and to compare them with outflows gotten through the use of some theoretical models.

Engenharia de domínio (do inglês: DE - Domain Engineering) é uma proposta surgida no âmbito da Engenharia de Software e que visa o aumento do reuso no desenvolvimento de sistemas, buscando uma redução dos custos e do tempo de desenvolvimento. A aplicação desta técnica em sistemas de automação industrial (produtos e plantas industriais) – os quais incluem múltiplas disciplinas (sistemas mecânicos, elétricos, pneumáticos, entre outros), diferentemente da engenharia de Software que trata basicamente do reuso de artefatos de Software – vem despertando o interesse de algumas instituições de pesquisa, como o IAS (Instituto de Automação Industrial e Engenharia de Software da Universidade de Stuttgart), e será abordada neste trabalho. A engenharia de plantas industriais é crescentemente realizada nas chamadas ferramentas de gerenciamento de ciclo de vida de plantas PLM (Plant ou "Production Lifecycle Management"), que se originou do conceito de "Product Lifecycle Management", cuja sigla também é PLM. A idéia destas ferramentas é o gerenciamento de ativos não somente durante o processo de engenharia, mas também durante a operação e manutenção até o descomissionamento das plantas. Muitas destas ferramentas PLM englobam o paradigma de orientação a objetos da Engenharia de Software, e baseadas neste paradigma, abordam a integração de dados entre os artefatos das várias disciplinas. Este trabalho apresenta o conceito de um artefato técnico reutilizável multidisciplinar, que foi a base para a elaboração de uma metodologia de engenharia de Domínio adaptada a ferramentas PLM, que se baseiam no paradigma de orientação a objetos. A metodologia proposta foi validada experimentalmente em um estudo de caso de uma Planta Modular de Produção (MPS – Modular Production System) em conjunto com a ferramenta PLM Comos da Siemens. Os resultados obtidos indicam a viabilidade da implementação da metodologia proposta em projetos na indústria, visando a redução de custo e tempo de desenvolvimento através do reuso de artefatos técnicos multidisciplinares em domínios com aplicações semelhantes. / Domain Engineering comes from the Software field and aims the increase of reuse to allow reduction of cost and time in the development of systems. The deployment of this methodology in automation systems (products and industrial plants) – in which more disciplines (mechanical, electrical, pneumatic, among others) are present and therefore differs from the Software engineering, that deals basically with the reuse of Software artifacts – has awakened the interest of some research institutes, like the IAS (Institute of Industrial Automation and Software Engineering of the University of Stuttgart), and will be analyzed during this work. The engineering of industrial plants is increasingly executed using the so called PLM Tools ("Plant or Production Lifecycle Management"), whose concept was originated from "Product Lifecycle Management", also abbreviated as PLM. The idea of these tools is to manage the assets not only in the engineering process, but also through operation and maintenance until the decommissioning of the industrial plants. Many of these PLM Tools support the object orientation principle from the Software engineering, and based upon this principle they address the integration of data from artifacts of the various disciplines. This work presents a concept for a multidisciplinary reusable technical artifact that was the base for the elaboration of an adapted DE Methodology for PLM Tools, in which the object oriented principle, is present. The presented ideas have been experimentally validated using as a case study a Modular Production System (MPS) together with the PLM Tool Comos from the company Siemens. The obtained results indicate a feasible implementation of the proposed methodology in the industry, aiming cost and time reduction through the reuse of multidisciplinary technical artifacts in domains with similar applications.

A ventilação nas edificações tem por objetivo principal criar um ambiente interno confortável e saudável, preservando a qualidade do ar interior. Um dos principais sistemas de renovação do ar, e praticamente a única opção economicamente viável, utilizado no projeto de ambientes industriais é a ventilação natural. Esta pode ser promovida por dois mecanismos: o denominado efeito chaminé e o efeito dos ventos, porém também podem ocorrer pelos dois simultaneamente. O objetivo deste trabalho é pesquisar a viabilidade do emprego de modelos reduzidos no projeto da ventilação natural em pavilhões industriais, considerando unicamente o efeito chaminé. Para atingir esse objetivo foi ensaiado um modelo, com escala geométrica 1/100, de um pavilhão industrial real situado na cidade de Passo Fundo – RS, que será utilizado como uma fábrica para injeção de alumínio em carcaças e rotores elétricos. Nos ensaios foram medidas velocidades na abertura de saída, com anemômetro de fio quente, e temperaturas com termopares, tanto dentro como fora do modelo. Os resultados alcançados permitem avaliar quais são as leis de semelhança relevantes neste tipo de ensaio com modelo reduzido, as limitações do procedimento experimental e, ainda, determinar valores de vazões de ar nas aberturas de saída e compará-los com vazões obtidas através da utilização de alguns modelos teóricos. / The ventilation in the constructions has for main objective to create a comfortable and healthful internal environment, preserving the quality of the interior air. One of the main systems of renewal of air, and practically the only economically viable option, used in the industrial environment project is the natural ventilation. This can be promoted by two mechanisms: the called buoyancy and the effect of the winds, however also can occur for the two simultaneously. The objective of this work is to search the viability of the job of models reduced in the project of the natural ventilation in industrial pavilions, considering solely the buoyancy. To reach this objective a model was assayed, with geometric scale 1/100, of a situated real industrial pavilion in the city of Passo Fundo – RS, that will be used as a plant for injection of aluminum in carcasses and electric rotors. In the assays speeds in the exit opening had been measured, with anemometer of hot wire, and temperatures with thermocouples, in such a way inside as it are of the model. The reached results allow to evaluate which are the excellent laws of similarity in this type of assay with reduced model, the limitations of the experimental procedure and still to determine values of air outflows in the exit openings and to compare them with outflows gotten through the use of some theoretical models.

A ventilação nas edificações tem por objetivo principal criar um ambiente interno confortável e saudável, preservando a qualidade do ar interior. Um dos principais sistemas de renovação do ar, e praticamente a única opção economicamente viável, utilizado no projeto de ambientes industriais é a ventilação natural. Esta pode ser promovida por dois mecanismos: o denominado efeito chaminé e o efeito dos ventos, porém também podem ocorrer pelos dois simultaneamente. O objetivo deste trabalho é pesquisar a viabilidade do emprego de modelos reduzidos no projeto da ventilação natural em pavilhões industriais, considerando unicamente o efeito chaminé. Para atingir esse objetivo foi ensaiado um modelo, com escala geométrica 1/100, de um pavilhão industrial real situado na cidade de Passo Fundo – RS, que será utilizado como uma fábrica para injeção de alumínio em carcaças e rotores elétricos. Nos ensaios foram medidas velocidades na abertura de saída, com anemômetro de fio quente, e temperaturas com termopares, tanto dentro como fora do modelo. Os resultados alcançados permitem avaliar quais são as leis de semelhança relevantes neste tipo de ensaio com modelo reduzido, as limitações do procedimento experimental e, ainda, determinar valores de vazões de ar nas aberturas de saída e compará-los com vazões obtidas através da utilização de alguns modelos teóricos. / The ventilation in the constructions has for main objective to create a comfortable and healthful internal environment, preserving the quality of the interior air. One of the main systems of renewal of air, and practically the only economically viable option, used in the industrial environment project is the natural ventilation. This can be promoted by two mechanisms: the called buoyancy and the effect of the winds, however also can occur for the two simultaneously. The objective of this work is to search the viability of the job of models reduced in the project of the natural ventilation in industrial pavilions, considering solely the buoyancy. To reach this objective a model was assayed, with geometric scale 1/100, of a situated real industrial pavilion in the city of Passo Fundo – RS, that will be used as a plant for injection of aluminum in carcasses and electric rotors. In the assays speeds in the exit opening had been measured, with anemometer of hot wire, and temperatures with thermocouples, in such a way inside as it are of the model. The reached results allow to evaluate which are the excellent laws of similarity in this type of assay with reduced model, the limitations of the experimental procedure and still to determine values of air outflows in the exit openings and to compare them with outflows gotten through the use of some theoretical models.

Engenharia de domínio (do inglês: DE - Domain Engineering) é uma proposta surgida no âmbito da Engenharia de Software e que visa o aumento do reuso no desenvolvimento de sistemas, buscando uma redução dos custos e do tempo de desenvolvimento. A aplicação desta técnica em sistemas de automação industrial (produtos e plantas industriais) – os quais incluem múltiplas disciplinas (sistemas mecânicos, elétricos, pneumáticos, entre outros), diferentemente da engenharia de Software que trata basicamente do reuso de artefatos de Software – vem despertando o interesse de algumas instituições de pesquisa, como o IAS (Instituto de Automação Industrial e Engenharia de Software da Universidade de Stuttgart), e será abordada neste trabalho. A engenharia de plantas industriais é crescentemente realizada nas chamadas ferramentas de gerenciamento de ciclo de vida de plantas PLM (Plant ou "Production Lifecycle Management"), que se originou do conceito de "Product Lifecycle Management", cuja sigla também é PLM. A idéia destas ferramentas é o gerenciamento de ativos não somente durante o processo de engenharia, mas também durante a operação e manutenção até o descomissionamento das plantas. Muitas destas ferramentas PLM englobam o paradigma de orientação a objetos da Engenharia de Software, e baseadas neste paradigma, abordam a integração de dados entre os artefatos das várias disciplinas. Este trabalho apresenta o conceito de um artefato técnico reutilizável multidisciplinar, que foi a base para a elaboração de uma metodologia de engenharia de Domínio adaptada a ferramentas PLM, que se baseiam no paradigma de orientação a objetos. A metodologia proposta foi validada experimentalmente em um estudo de caso de uma Planta Modular de Produção (MPS – Modular Production System) em conjunto com a ferramenta PLM Comos da Siemens. Os resultados obtidos indicam a viabilidade da implementação da metodologia proposta em projetos na indústria, visando a redução de custo e tempo de desenvolvimento através do reuso de artefatos técnicos multidisciplinares em domínios com aplicações semelhantes. / Domain Engineering comes from the Software field and aims the increase of reuse to allow reduction of cost and time in the development of systems. The deployment of this methodology in automation systems (products and industrial plants) – in which more disciplines (mechanical, electrical, pneumatic, among others) are present and therefore differs from the Software engineering, that deals basically with the reuse of Software artifacts – has awakened the interest of some research institutes, like the IAS (Institute of Industrial Automation and Software Engineering of the University of Stuttgart), and will be analyzed during this work. The engineering of industrial plants is increasingly executed using the so called PLM Tools ("Plant or Production Lifecycle Management"), whose concept was originated from "Product Lifecycle Management", also abbreviated as PLM. The idea of these tools is to manage the assets not only in the engineering process, but also through operation and maintenance until the decommissioning of the industrial plants. Many of these PLM Tools support the object orientation principle from the Software engineering, and based upon this principle they address the integration of data from artifacts of the various disciplines. This work presents a concept for a multidisciplinary reusable technical artifact that was the base for the elaboration of an adapted DE Methodology for PLM Tools, in which the object oriented principle, is present. The presented ideas have been experimentally validated using as a case study a Modular Production System (MPS) together with the PLM Tool Comos from the company Siemens. The obtained results indicate a feasible implementation of the proposed methodology in the industry, aiming cost and time reduction through the reuse of multidisciplinary technical artifacts in domains with similar applications.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11132.pdf: 10371292 bytes, checksum: 1b7d4e1304d84398e9d2d5f40d72ea2b (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP