Esta dissertação aborda a estimativa das probabilidades de falha de um produto ao longo do período de garantia. As fontes de dados para esta estimativa são a quantidade de produtos vendidos e o número de falhas detectadas em cada mês. Duas metodologias não-paramétricas para esta análise são apresentadas e validadas. A metodologia de análise de dados completos requer o conhecimento da data de venda e de falha de cada produto. A metodologia de análise de dados incompletos requer apenas os totais de vendas e falhas em cada mês ao longo do período de garantia. Para os dois casos, é ainda implementada a suavização das probabilidades de falha estimadas, utilizando distribuições paramétricas Weibull ou Lognormal. As duas técnicas são implementadas em planilha eletrônica e aplicadas na análise de dados simulados. O desempenho de cada metodologia é avaliado com dados de diferentes características, resultando em recomendações para escolha e aplicação da metodologia mais adequada em cada caso

No início dos anos 90, o Brasil e a Grã-Bretanha, juntos, deram um passo, no sentido de produzir estudos microclimáticos dentro da área que compreende a floresta Amazônica, visando quantificar e verificar o impacto do desmatamento dessa floresta sobre o clima. Para isso escolheu-se três regiões para a instalação de estações meteorológicas automáticas de superfície (Estados do Amazonas, Pará e Rondônia). Cada região recebeu uma estação em uma área florestada e outra em área desmatada. Esse projeto binacional foi chamado de "ESTUDO ANGLO-BRASILEIRO DE OBSERVAÇÃO DO CLIMA DA AMAZONIA, (ABRACOS - Anglo-Braz11ian Amazonian Climate Observation Study)". Esse trabalho apresenta a aplicação de dois métodos de controle de qualidade para os dados coletados pelas estações meteorológicas automáticas de superfície. Um desses métodos leva em consideração o comportamento estatístico das variáveis coletadas, e o outro método o comportamento físico e climatológico das mesmas. Por último se faz o uso desses dados com e sem erros no cálculo da evapotranspiração, no sentido de se ver o impacto de uma informação errônea no cálculo de um parametro. O método estatístico demonstrou ter um bom potencial na detecção de erros pequenos (com tamanhos variando de 5 a 20%).(Continua). Esse método apresentou rendimentos na obtenção de erros que oscilam entre 43% e 80% para a radiação solar global. Quando se testou os valores da temperatura do ar e temperatura do bulbo úmido, obteve-se um dos melhores rendimentos do método estatístico, que chegou a 91%. Os piores desempenhos foram quando se testou a radiação refletida, alcançando-se apenas 11,1%. O método físico mostrou-se eficiente na detecção de erros maiores (30 a 90%). Os melhores desempenhos aconteceram quando se testaram as temperaturas. Em um caso o rendimento chegou a 100%. Em seu pior desempenho o método detectou apenas 20% (Teste" A" ). O método físico somente detectou informações suspeitas, dentro dos erros inseridos nas séries de dados.

Nos reatores de polimerização em fase gasosa, o controle de temperatura em uma estreita faixa de temperatura é importantíssimo para assegurar que a temperatura na zona de reação seja mantida acima do ponto de orvalho dos reagentes, assim como abaixo do ponto de fusão do polímero. Outro ponto importante é que se a temperatura estiver em malha aberta, estes reatores estão propensos à instabilidade e ao surgimento de ciclos limites, entretanto podem ser facilmente estabilizados com um controlador de temperatura apropriado. Neste trabalho é realizado um estudo detalhado do comportamento dinâmico de um reator industrial de polimerização em leito fluidizado, com a localização de pontos de bifurcação e estabilização do sistema com controlador PID projetado via otimização no domínio da freqüência. O modelo completo do sistema foi implementado no software MATLAB® para ajustar seus parâmetros com os dados da planta industrial, realizar simulações dinâmicas e analisar as estruturas de controle. Comparações entre as simulações e os dados da planta industrial mostram que as predições do modelo proposto são satisfatórias para reproduzir o comportamento da planta industrial e as propriedades do polímero. A adição de um sistema de recirculação de gás e de um sistema de troca térmica ao modelo do reator torna possível o estudo dos comportamentos dinâmicos e a localização dos pontos de bifurcação, os quais não poderiam ser reproduzidos somente com o modelo do reator. O modelo desenvolvido foi implementado no AUTO®, um software para problemas de continuação e bifurcação em equações diferenciais ordinárias.

Esta tese apresenta o mapeamento da estrutura global que fornece confiança às medições, a qual visa ser uma ferramenta de auxílio na tomada de decisões estratégicas relacionadas à inserção brasileira no processo de fornecer confiança às medições. A tese contempla inicialmente um relato da evolução histórica do surgimento dos organismos relacionados à metrologia e identifica e descreve os instrumentos envolvidos no processo de fornecer confiança às medições. O mapeamento da estrutura global que fornece confiança às medições foi desenvolvido a partir de informações da literatura dos organismos que fazem parte da estrutura global e corroborada pelas entrevistas com especialistas da área. Para realizar o mapeamento foi entendido o processo de fornecer confiança às medições identificando as funções que o compõem. Os organismos que realizam as funções foram agrupados em subestruturas. A primeira subestrutura contempla a função de entender as demandas para os produtos e serviços. Esse entendimento é realizado através da sistematização e da formalização das especificações demandadas. A segunda subestrutura contempla a função de garantir a conformidade das especificações demandadas e das avaliações de produtos e serviços. Essa garantia é realizada através da avaliação da conformidade de primeira, segunda e terceira partes. A terceira subestrutura contempla a função de fornecer confiança ao resultado das medições de produtos e serviços, que é realizada através da metrologia científica e industrial. Cada uma dessas subestruturas foi detalhada e foram identificados os organismos internacionais, regionais, nacionais e seus relacionamentos, gerando assim o mapeamento da estrutura global que fornece confiança às medições. Com este mapeamento foi possível identificar os organismos nos quais o Brasil possui representação. A partir desta identificação foi realizada uma análise estatística para comparar a inserção brasileira nos organismos internacionais que atuam nas três funções do processo de fornecer confiança às medições. / This thesis presents the mapping of global structure that provides reliance to measurements, which aims to be a support tool in taking strategic decisions that are related to the Brazilian insertion in the process that provides reliance to measurements. The thesis contemplates initially the organisms historical evolution related to metrology, and identifies and describes instruments involved in the process of providing reliable measurements. The mapping of global structure that provides reliance to measurements was developed based on organism’s literature information that are part of global structure, and also on interviews with specialists of this area. In order to accomplish the mapping, it was necessary to understand the process of providing reliance to measurements by identifying the functions that compose the mapping process. Organisms that carry through the functions were grouped in substructures. The first substructure contemplates the function of understanding the demands for products and services. This understanding is accomplished by systematization and formalization of demanded specifications. The second substructure contemplates the function of guaranteeing the conformity of demanded specifications and of products and services’ evaluations. This guarantee is carried through conformity assessment through first, second and third part. The third substructure contemplates the function of providing reliance to the measurements result of products and services, which is carried through the scientific and industrial metrology. Each one of these substructures was detailed and the international, regional, national organisms and its relationships were identified, thus generating the mapping of global structure that provides reliance to measurements. Using this mapping it was possible to identify the organisms in which Brazil has representation. From this identification a statistical analysis was carried through to compare the Brazilian insertion into the international organisms that act on the three functions of the process of providing reliance to measurements.

Este trabalho discute a aplicação integrada das técnicas de CEP, FMEA e HACCP. A discussão foi feita com base em um estudo de caso, realizado na empresa Elegê Alimentos, mais especificamente, junto ao processo produtivo do leite longa vida. Esse processo produtivo envolve diversas etapas, que seguem desde o recebimento da matéria-prima até o envase do produto final. O objetivo principal do estudo de caso foi promover melhorias de qualidade e confiabilidade no processo. A partir do aprendizado obtido com o estudo de caso, foi possível elaborar uma proposta para o uso integrado das técnicas mencionadas. A proposta descrita neste trabalho contempla as seguintes etapas: (i) revisão dos pré-requisitos do HACCP, visando promover as primeiras melhorias no processo; (ii) uso do CEP, onde houver dados numéricos, passíveis de tratamento estatístico; (iii) paralelamente, uso do FMEA onde houver muitas operações e atividades; por fim, (iv) uso do HACCP, para assegurar um forte controle sobre os aspectos associados à segurança alimentar. / This thesis discusses the integrated application of the techniques known as SPC, FMEA and HACCP. The discussion was based on a case study conducted on Elegê Alimentos. The object of the case study was the production line of the long life milk, which contemplates several stages, from reception of raw material to packaging. The main purpose of the case study was to promote quality and reliability improvements in the production line. The case study was a learning process, allowing the elaboration of a proposal for the integrated application of the mentioned techniques. The proposal described in this work contemplates the following steps: (i) revision of HACCP pre-requisites, searching for initial improvements on the production line; (ii) use of SPC where numeric data is available, allowing statistical analysis; (iii) use of FMEA in processes presenting several operations and activities; and finally (iv) use of HACCP, aiming a strong control on all aspects associated with food safety.

Esta dissertação envolve o estudo de uma unidade desmetanizadora que apresenta problemas de inundação em uma de suas colunas de fracionamento limitando a carga da unidade num patamar abaixo do desejado. Foram implantados então, alinhamentos alternativos que melhoraram a situação hidráulica da planta, permitindo o aumento da carga processada, porém às custas do aumento das perdas do processo. A planta estudada caracteriza-se pela elevada integração energética e pelo grande número de reciclos, que dificultam o seu entendimento. Em uma primeira etapa foram desenvolvidas simulações estáticas e dinâmicas, que em conjunto com análises de dados operacionais da planta, propiciaram uma maior compreensão da problemática da unidade. Constatou-se que a estrutura de controle atual está fazendo com que um aumento na carga da unidade sobrecarregue uma coluna de fracionamento em detrimento de outra, que acaba ficando subutilizada. Foram propostas duas estruturas de controle alternativas objetivando distribuir melhor a carga entre as colunas. Com o auxílio da simulação dinâmica, foram comparados os desempenhos destas duas propostas com as situações de projeto e atual da planta, quanto à capacidade de produção e à situação hidráulica resultante. As estruturas propostas apresentaram um desempenho superior às configurações atual e de projeto da planta. Face a isto, uma das estruturas, que possui a vantagem de poder ser implementada sem a parada da unidade, foi aprimorada e constitui uma solução que pode ser utilizada imediatamente, propiciando que a planta tenha uma situação operacional mais estável e um aumento de produção. / This dissertation analyzes a demethanizer unit that has flooding troubles in one of its distillation columns limiting, therefore, the production rate of the unit in a lower value than the required. Trying to solve this problem, two bypasses were implemented in the process, but they improved the hydraulic situation reducing the ethylene recovery. The plant is high heat integrated and has several recycle streams, which make difficult to understand the process. In a first step, dynamic and steady state simulations were developed. With these models and the analysis of plant data it was possible to understand the origin of the problem and to understand how the bypasses work. It was concluded that current control structure is overloading one distillation column, while the other one operates at a lower production rate than possible. Based on the better process understanding, two control structures were proposed. They can efficiently balance the feed distribution between the two main distillation columns. This better balance feed provides stable operation for the unit and increases the ethylene recovery. By dynamic simulations, the performances of the proposed control structures were compared with the current and project configurations. These simulations showed that the proposed control structures have a better performance than the current and project configurations. Thus, one of the proposed control structures, which can be implemented without shutdown the unit, was improved and constitute the solution to be applied shortly.

O rápido avanço industrial, em resposta às exigências de mercado e ao desenvolvimento tecnológico, levou a um aumento na complexidade dos processos modernos, aumentando não apenas o nível de interação entre as variáveis do processo, como também o número de malhas de controle necessárias para manter as condições desejadas de operação e a qualidade dos produtos obtidos. Apesar desse cenário e do desenvolvimento de novas técnicas, a grande maioria das malhas de controle industriais não funcionam de forma satisfatória. Visando atender as exigências e necessidades deste contexto, neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia genérica para o projeto de controladores estruturados de baixa ordem do tipo PID, com elevado caráter prático e flexibilidade. Nesse contexto, o controlador PID é fatorado em blocos, permitindo levar em consideração as distintas formas nas quais a ação derivativa é implementada nos sistemas comerciais. A metodologia proposta permite a seleção do desempenho para o sistema que é então aproximado no domínio da freqüência para um controlador de estrutura e ordem selecionado pelo projetista. Foram propostas alternativas no sentido de sistematizar todo o procedimento de projeto. A partir do desenvolvimento de um estudo de caso capaz de gerar comportamentos dinâmicos representativos separados em classes, foram feitas diversas análises no sentido de verificar a potencialidade e as limitações da metodologia proposta. A metodologia foi integrada a uma ferramenta existente desenvolvida em Matlab® com interface amigável, possibilitando a qualquer profissional da área de controle de processos a exploração, em todas as dimensões, do problema de projeto global de controle, abrangendo a escolha da estrutura e projeto do controlador propriamente dito. Para processos mais complexos, foi desenvolvida uma metodologia alternativa através da sua caracterização por um conjunto de modelos lineares representativos de diferentes pontos operacionais, levando a um compromisso entre desempenho e robustez estabelecido por um único controlador PID. / The fast industrial progress, in response to the market demands and to the technological development caused an increased complexity of the modern processes, promoting not just an increased of the interaction level among the variables of the process, as well as the number of necessary control loops to maintain the conditions of the desired operations and the quality of the obtained products. Aiming to attend the demands and needs in this context, in this work, a generic methodology was developed for the design of structured low order controllers, with high practical character and flexibility. In that development, the PID controller was considered as a basis, due to its simplicity and capacity of providing a satisfactory performance for a great variety of processes. In that context, the PID controller is factored into blocks, allowing taking in consideration the different forms in which the derivative action is implemented in the commercial systems. The proposed methodology allows the selection of the desired closed-loop performance for the system that is then approximated in the frequency domain for a controller with structure and order selected by the designer. Alternatives were proposed in the sense of systematizing the whole project procedure. Starting from the development of a case study capable of generating representative dynamic behaviors, separated in classes, they were made several analyses in the sense of verifying the potentiality and the limitations of the proposal methodology. The whole methodology was integrated into an existent tool developed in Matlab® with a friendly interface providing to any professional in the area of control of processes the exploration, in all the dimensions, of the problem of global control design, embracing the choice of the structure and the controller's design. For more complex processes, an alternative methodology was developed through its characterization by a set of representative linear models at different operating points. thus taking to a compromise among performance and robustness established by only one PID controller.

Mais que controlar os processos industriais, é necessário fazer com que a sua rentabilidade atinja o máximo possível e isto só é alcançado quando, por meio de algum método ou algoritmo, determina-se a operação ótima do processo. No entanto, a determinação de um ótimo nominal não conduz necessariamente com o ótimo operacional do processo, pois distúrbios de processo e uma série de incertezas podem fazer com que o processo não permaneça otimizado durante toda a operação. O uso de otimizadores em tempo real corrobora para correção e permanente condução do processo ao seu ponto ótimo. Neste estudo serão discutidas as fundamentações teóricas sobre as quais a otimização dinâmica em tempo real está baseada atualmente, bem como será proposto um novo método de otimização englobando algoritmo, modelos, reconciliação de dados e ajuste de parâmetros. / Besides to control the industrial processes, it is necessary to take its profitability reaches the maximum values and this can only be reached when applying some method or algorithm to determine the best operation point of the process. However, the nominal determination of the best operation point does not necessarily takes the process to its best production, because process disturbances and a series of uncertainties can occur and the process does not keeps itself optimized during all the operation. The real-time optimization corroborates for correction and permanent conduction of the process to its best operation point. In this study it will be discussed the theoretical basis, on which the dynamic real-time optimization is based nowadays, as well as a new optimization method will be proposed including algorithm, models, data reconciliation and adjustment of parameters.

As constantes exigências de redução de custos de produção aliada às necessidades de aumento produtivo impostas pelos mercados consumidores tem forçado as indústrias a investirem cada vez mais no estudo de novas técnicas de otimização dos seus processos. O rápido avanço industrial em resposta a estas exigências de mercado, elevou o grau de complexidade dos processos modernos, aumentando não apenas as interações entre as suas variáveis, como o número de malhas de controle necessárias para manter as condições de operação e qualidade do produto final dentro dos limites pré-estabelecidos. Em processos complexos e com alto grau de acoplamento entre as variáveis, os mais altos níveis de desempenho, não são mais atingidos utilizando apenas o controle regulatório simples (single input - single output). Nestes casos, estratégias de controle multivariável tornam-se indispensáveis pois surgem neste cenário buscando incrementar a operabilidade e a produção dos processos diminuindo a sua variabilidade e permitindo, desta forma, que estados estacionários mais próximos dos limites de especificação e operação sejam atingidos. Nesta dissertação, uma metodologia utilizada para estruturação de controladores PIMIMO foi empregada para projetar um controlador multivariável para uma unidade industrial de produção de poliestireno cristal (GPPS). O estudo desenvolveu-se a partir de um modelo rigoroso do processo de GPPS implementado em Matlab® (ALMEIDA, 2004). Dois modelos lineares foram obtidos para as entradas e saídas do sistema nos pontos de operação da unidade nos quais as diferenças operacionais são mais representativas. O comportamento do processo foi estudado a partir da análise destes dois modelos sob o ponto de vista de seu comportamento dinâmico (Zeros, Pólos e Tempo morto) e de sua controlabilidade (Ganho multivariável, Matriz de ganhos relativos (RGA), Condicionamento mínimo e Número de desempenho robusto (RPN)). A estrutura do controlador foi obtida a partir das características do processo, do emparelhamento indicado pela matriz RGA e do desempenho desejado com a utilização do aplicativo RPN-toolbox desenvolvido por FARINA (2000). A sintonia adequada para o controlador foi realizada segundo o método desenvolvido por ESCOBAR (2006). O desempenho dos controladores PI-MIMO para mudanças de setpoint e rejeição de distúrbios foi comparado a um controlador descentralizado de estrutura idêntica à utilizada na unidade de processo. Os resultados finais das simulações indicaram um melhor desempenho dos controladores multivariáveis projetados no controle da temperatura e do tempo de residência da seção de reação da unidade de GPPS. / The constant demands for reduction of production costs combined with the need to increase production imposed by consumer markets have forced the industries to invest more in the study of new techniques for optimization of their processes. The rapid industrial progress in response to these market demands, raised the complexity of modern processes, increasing not only the interactions between their variables, as the number of control loops needed to maintain the operation conditions and quality of the final product within the preestablished limits. In most cases this performance level is not achieved using only simple regulatory control (single input - single output), mainly in processes with a high degree of coupling between variables. In these cases, the multivariable control becomes indispensable, because it increases operability and production reducing process' variability allowing the operation of stationary states near the specification limits. In this dissertation, a methodology for structuring of PI-MIMO controller was used to design a multivariable controller for a plant for production of crystal polystyrene (GPPS). The study was developed from a rigorous model of the GPPS implemented in Matlab (ALMEIDA, 2004). Two linear models were obtained for the inputs and outputs of the system in operating point of the unit which the operational differences are more representative. The behavior of the process was studied from the analysis of these two models from the point of view of its dynamic behavior (zeros, poles and dead time) and its controllability (multivariable gain, relative gain array (RGA), and minimum conditioning, robust performance number (RPN)). The control structure was obtained from the characteristics of the process, the pairing indicated by RGA matrix and the performance desired using RPN-Toolbox developed by FARINA (2000). The tuning of the controller was performed using the method developed by ESCOBAR (2006). The performance of PI-MIMO controllers for setpoint changes and rejection of the disturbances was compared to a decentralized controller with structure similar to that used at the process. The final results of the simulations showed a better performance of multivariate controllers designed to control temperature and time of residence of the reaction section of the unit of GPPS.

Este trabalho pretende avaliar a poluição do ruído industrial no meio ambiente, de forma a identificar as principais fontes ou atividades causadoras do ruído através do mapeamento da propagação do ruído. Se os níveis de ruído são elevados, medidas de controle como instalação de barreiras ou remanejamento de áreas poluidoras podem ser sugeridas. Os principais objetivos do trabalho são avaliar computacionalmente a propagação de ruído industrial e propor medidas de contenção quando necessário. Os locais avaliados experimentalmente foram as áreas externas de algumas fábricas localizadas em zonas industriais, compreendidos por dois anéis de pontos receptores. Como os níveis de pressão sonora das fontes da fábrica influenciam-se simultaneamente, assume-se um determinado valor para a fonte de interesse, o mesmo que é calibrado pelos níveis de pressão sonora mensurados nos receptores mais próximos a ele e localizados no primeiro anel. As medições no segundo anel são realizadas para quantificação da contribuição das fontes externas nos níveis de pressão sonora, através da diferença do valor experimental em relação ao resultado computacional, o qual considera apenas as fontes da fábrica. Nos estudos de caso avaliados, os resultados indicaram que a colocação de barreiras virtuais no entorno dos equipamentos formando um enclausuramento compacto não foram suficientes para atender os níveis de pressão sonora máximos permitidos por norma em ambientes externos. Por outro lado, a colocação parcial de barreiras, localizadas junto às paredes externas da fábrica nos locais com maiores níveis de emissão, foram mais eficazes na atenuação do ruído externo nos turnos diurno e noturno, visto que os níveis de pressão sonora máximos mantiveram-se dentro dos limites permitidos por norma. / The present work aims to assess industrial noise pollution in the environment in order to identify the main sources or activities that can result in noise through a noise propagation mapping. Whether the noise level is excessive, it might be suggested suitable control measures as set up barriers or remanagement of polluting areas .The main goals of this work are to assess computationally the propagation of industrial noise and to propose contention measures when it is needed. The sites experimentally assessed were outdoors areas of factories located in industrial zones, comprehended by two rings of receiver points. As the sound pressure levels of the factory sources influence themselves simultaneously, it is assumed a certain value for the interest source, the same which is calibrated by the sound pressure levels measured nearest to it and located in the first ring. Measurements in the second ring are carried out in order to quantify the contribution of external sources on the sound pressure levels. It is made through the difference of the experimental value towards to computational result, which considers only the sources of the factory. In the assessed case studies, the results pointed out that putting virtual barriers in the surrounding of the equipment forming a compact enclousure was not enough to attend the maximum sound pressure level allowed according to the standards in outdoors environment. On the other hand, putting partially barriers, along with the external walls in the places with a higher level of emission, was more efficient to diminish external noise in the day and night shifts, since the maximum sound pressure levels were kept within the limits according to the standard.