Orientadora: Paloma Maria Silva Rocha Rizol / Coorientadora: Marcela Aparecida Guerreiro Machado de Freitas / Banca: Luiz Fernando Costa Nascimento / Banca: Fabricio Maciel Gomes / Resumo: O controle estatístico de processos (CEP) é um conjunto de ferramentas usadas para monitorar a estabilidade de um processo, no sentido de identificar a ocorrência de causas especiais. Em 1924, Walter Shewhart projetou o primeiro gráfico de controle. Os gráficos de controle podem ser por variáveis ou atributos, sendo o gráfico por variáveis o mais comumente utilizado. Porém, nem sempre é por meio de mensurações que se avalia a qualidade de um produto ou serviço; muitas vezes o fazemos por meio de seus atributos, "defeituoso" ou "não defeituoso". Nesse contexto, o mais indicado é a utilização do gráfico de controle por atributo. Para muitos dos problemas identificados num produto ou serviço, os dados podem não ser tão precisos. Essa incerteza vem do sistema de medição, dos operadores, das condições ambientais, entre outros. Para lidar com essa incerteza, pode-se usar a lógica fuzzy, pois os gráficos de controle fuzzy fornecem uma avaliação mais flexível. Este trabalho propõe o uso de gráficos de controle fuzzy p e np para monitoramento de processos univariados, considerando os casos TFN e TrFN, número fuzzy triangular e número fuzzy trapezoidal, respectivamente. Os gráficos propostos foram comparados com o gráfico de Shewhart. Os gráficos de controle fuzzy foram construídos usando regras de lógica fuzzy, de forma a ajudar na tomada de decisão. Foi analisado o desempenho do gráfico de controle utilizando NMA - número médio de amostras até alarme falso. Diante dos resultados obti... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Orientador: Fernando Augusto Silva Marins / Banca: Ualison Rébula de Oliveira / Banca: Aneirson Francisco da Silva / Banca: Roberto Campos Leoni / Resumo: Com a exigência cada vez maior do consumidor por produtos e serviços isentos de falhas, as organizações buscam manter seu valor competitivo fazendo uso de metodologias e ferramentas que assegurem e aperfeiçoem seus processos. A FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) tem provado ser uma ferramenta eficaz na antecipação e diminuição da possibilidade de falha, entretanto, o método convencional de cálculo do RPN (Risk Priority Number) tem sido criticado extensivamente na literatura por não se considerar a importância relativa entre os três fatores de risco (Severidade, Ocorrência e Detecção). Nesse contexto, a presente pesquisa tem por objetivo principal identificar o grau de prioridade a ser atribuído a cada um dos três fatores de risco. Metodologicamente essa pesquisa foi suportada por um estudo de campo, onde 16 funcionários que atuam no setor automotivo e aplicam efetivamente a FMEA participaram de uma pesquisa utilizando o AHP (Analytic Hierarchy Process). Como resultados principais, observa-se a existência de uma diferença significativa a favor da Severidade / Abstract: With increasing demand by consumers for products and services free of flaws, organizations try to maintain their competitive value by using methods and tools to enable improvement of their processes. Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) has proven to be effective for the anticipation and avoidance of failures, but the conventional method of calculating its Risk Priority Number (RPN) has been widely criticized in the literature for not considering the relative importance of the three risk factors (severity, occurrence and detection). In this context, the main objective of this article is to identify the priority degree to be attributed to each of those three risk factors. Methodologically, it is based on a field study where 16 employees in the automotive sector who apply FMEA took part in a survey, with their responses submitted to the Analytic Hierarchy Process (AHP). The main result was the existence of a significant difference in favor of severity / Mestre

As colunas depropanizadoras existentes nas refinarias de petróleo têm como função a separação entre as correntes de propano e butano. O objetivo de controle nestas colunas é a especificação de um teor máximo de iso-butano e mais pesados (C4 +) na corrente de propano e do teor máximo de propano e mais leves (C3 -) na corrente de butano. Controladores multivariáveis tradicionais, que normalmente são implementados nas colunas depropanizadoras, apresentam grande dificuldade para manter os produtos dentro de suas especificações, isto se deve ao fato de que este processo apresenta um comportamento bastante não-linear ao longo de toda sua região de operação. Neste trabalho temos como objetivo estudar as dificuldades encontradas no projeto de controle para esse tipo de sistema e implantar na planta industrial um controlador multivariável utilizando múltiplos modelos para controle da coluna. Para realizarmos este estudo utilizamos o simulador de processos HYSYSÔ para verificarmos o comportamento estático e dinâmico do processo. Os modelos utilizados para representar o processo são aqueles obtidos durante o estudo do comportamento dinâmico. Para implantação do controlador na unidade industrial é utilizado o SICON (Sistema de Controle da Petrobras) sendo algumas de suas rotinas modificadas para permitir a inclusão dos múltiplos modelos. Durante o estudo são comparadas as performances dos controladores QDMC e MMPC (Multi-Model Predictive Control) resolvido através de um algoritmo para NLP (Non Linear Programming). O controlador multimodelos (MMPC) é apresentado na forma de variáveis de estado podendo controlar sistemas de grande porte, inclusive sistemas com dinâmicas lentas e rápidas. Esta formulação permite prever as variáveis controladas em instantes de tempo esparsos e diferentes para cada controlada. O MMPC é capaz de tratar problemas de controle não-linear usando modelos lineares, introduzindo o conceito de robustez com a utilização do conjunto de modelos. O MMPC exige um menor esforço de sintonia que o QDMC sendo adequado para uma região mais ampla de operação. / Depropanizer columns are used in oil refineries for the separation of the propane stream from the butane stream. The control objective of these columns is the specification of a maximum content of iso-butane and heavier components (C4+) in the propane product and the maximum content of propane and lighter components (C3-) in the butane roduct. Multivariable controllers usually mplemented in depropanizer columns frequently resent great difficulty to maintain the products inside their specification ranges. This deficiency is due to the fact that the process presents a quite non-linear behavior along its operating window. The objective of the present work is to study the difficulties found in the design of the control system for the aforesaid process, and to implement in an industrial plant a multivariable controller using multiple models for the control of the separation column. To accomplish this study we used the HYSYSÔ process simulator to verify the static and dynamic behavior of the process. The models used to represent the real process in the controller are those obtained during the study of the dynamic behavior. The controller implementation in the industrial unit was done with SICON (Control System of Petrobras), which had some of its routines modified to allow the inclusion of multiple models. Along the work, performances of QDMC and MMPC(Multi-Model Predictive Control) controllers were compared. MMPC was solved through an algorithm for NLP (Non Linear Programming). The Multi-Model (MMPC) controller was implemented using a state space formulation which allows for the implementation of very large systems and besides, systems with simultaneous slow and fast dynamics. This formulation allows to foresee the controlled variables at sparse sample instants, that can be distinct for each controlled variable. MMPC is able to handle non-linear control problems using linear models by introducing the robustness concept with the use of a set of models. MMPC demands a smaller tuning effort than QDMC, and can be adapted to a wide range of operating conditions.

A identificação para controle é baseada especificamente na construção de modelos matemáticos a partir de dados experimentais, cuja finalidade é encontrar uma relação entre um conjunto de entradas e saídas de um processo dinâmico. Estes modelos são de fundamental importância para o projeto de controladores em processos industriais. No presente trabalho é realizada a identificação e o desenvolvimento do sistema de controle para uma planta piloto de neutralização de pH. O procedimento de identificação é baseado na coleta de dados reais do processo de neutralização de pH, operando em malha fechada. A estimativa dos modelos é realizada de duas formas: (1) estimar modelos que representem o comportamento de todo o sistema, incluindo os controladores PID do processo e (2) estimar modelos do processo com os dados coletados dos sinais de controle e as variáveis de saída do processo. Com os modelos do processo estimados projeta-se uma estratégia de controle MPC (Model Predictive Control), envolvendo dois esquemas de controle. O primeiro esquema calculará os set points ótimos que ingressarão nas malhas do processo. O segundo esquema calculará os sinais de controle ótimos que ingressarão diretamente no processo. O tipo de controlador MPC adotado é o QDMC (Quadratic Dynamic Matrix Control), permitindo restringir os sinais de entrada e saída do processo. A avaliação destes esquemas de controle é realizada mediante a mudança do set point das malhas do processo e a influência de perturbações. As perturbações são baseadas no aumento da vazão do ácido que ingressa no reator. / Identification for control system is based specifically on the mathematical models construction from experimental data, whose aim is to find a relationship between a set of inputs and outputs of a dynamic process. These models are fundamentally important for the industrial processes controllers design. In this work is performed the identification and development of the control system for a pH neutralization pilot plant. The identification procedure is based on the real data collected from pH neutralization process, operating in closed loop. The models estimation is performed in two forms: (1) estimating models that represent all system behavior, including process PID controllers and (2) estimating process models with collecting data of the control signals and process output variables. The process models parameters estimation is performed with the algorithms studied in Chapter 4. With the estimated process models is a MPC (Model Predictive Control) control strategy was designed, creating two control schemes. First scheme will compute the optimal set points that will enter to the process-loops. The second scheme will compute the optimal control signals that will enter to the process. The type of MPC controller adopted is a QDMC (Quadratic Dynamic Matrix Control), allowing restriction of the input and output signals. The control schemes evaluation is performed by changing the set point of the process-loops and the disturbance influence. This disturbance is based on acid flow increased that enters the reactor.

Colunas de destilação de alta pureza são sistemas de difícil controle. Apresentam longo tempo de resposta, comportamento altamente não linear e grande interação entre as variáveis. Os controladores preditivos são muito utilizados para o controle de colunas de destilação. Porém, em colunas de alta pureza, a incorporação de um único modelo linear geralmente acarreta em um controle de fraco desempenho. Isto pois, a representação do processo é deficiente, já que não considera variações nos ganhos e nas dinâmicas, típicas de um comportamento não linear. Estas incertezas podem, inclusive, provocar a instabilidade do controle o que resultaria em produtos que não atendam à especificação. Este trabalho tem por objetivo avaliar o desempenho dos controladores de horizonte de predição infinito com um modelo interno e com múltiplos modelos tendo o HYSYS(TM) como simulador de uma coluna de separação benzeno/tolueno e o MATLAB(TM) como ambiente para o controle supervisório. Observa-se que o controlador com apenas um modelo não é capaz de estabilizar o processo para perturbação nos valores de referência das variáveis controladas, ao contrário do controlador com múltiplos modelos. / High-purity distillation columns are systems which are typically difficult to control. The main reason for this is a strongly nonlinear and interactive system associated with a very sluggish response. Model Predictive Control is widely used for control of distillation columns. However, for high-purity columns, the use of a single linear model in the controller usually leads to a poor performance of the control system. The reason for this is the poor system representation, since variation in the system gains and time constants are not taken into account in the computation of the control law. Model uncertainties can produce instability in the control system and consequent deterioration of the product quality. The goal of this work is to evaluate the performance of infinite horizon MPC with a single internal model and with multiple models. HYSYS(TM) is used as simulator for the benzene/toluene column, and MATLAB(TM) is used as a platform for supervisory control. It is observed that the controller with a single model is not capable of stabilizing the process for disturbance in the set point of the controlled variables. Opposite to that behavior the controller with multiple models has a good performance.

Orientador: Rouverson Pereira da Silva / Coorientador: Anderson de Toledo / Banca: Carlos Eduardo Angeli Furlani / Banca: Welington Gonzaga do Vale / Resumo: Na cadeia produtiva do setor sucroenergético, o processo de colheita mecanizada de cana-de-açúcar é considerado um dos maiores gargalos econômicos, apresentando baixa eficiência operacional e elevadas perdas. Em busca de minimizar estes problemas e auxiliar a melhoria nos processos, este trabalho objetivou avaliar o potencial de uma ferramenta estatística para a gestão dos dados de velocidade e perdas na colheita mecanizada de cana-de-açúcar, levantados durante duas safras, para cinco Frentes de trabalho. Os dados foram coletados em uma Usina da região de Ribeirão Preto, durante 9 meses da safra 2012/2013 e 9 meses da safra 2013/2014. As perdas foram subdivididas em: toco, rebolo estilhaçado, pedaço solto e fixo, cana inteira, estilhaço e total, para cada Frente separadamente. Os dados foram agrupados em 40 períodos de colheita, sendo então realizadas análises estatísticas utilizando o software Minitab 16®. Os valores de perdas geraram curvas com características assimétricas positivas e leptocúrticas. Todos os coeficientes de variação foram elevados demonstrando a grande variabilidade dos índices de perdas. Os valores de perdas na colheita mantiveram-se instáveis em todas as frentes, porém, os resultados foram considerados dentro dos índices de perdas aceitáveis para as usinas brasileiras / Abstract: In the sugarcane production chain, the sugarcane process for mechanized harvesting is considered one of the greatest economic bottlenecks, showing low levels of operational efficiencies and high levels of losses. To assist the improvement in harvesting processes and procedures you can adopt quality controls improving harvesting operations and by reducing the levels of losses. The objective of this work was to evaluate the losses at harvest data collected during two harvest season analyzing five teams. The losses data were collected in 9 months of the 2012/2013 and 9 months of the 2013/2014 harvest season by the harvest quality team. The losses were subdivided into: stubbles, stalks, splinted stalks, untied and fixed piece, whole cane, cane top, splint and total each team separately. The loss data were subdivided weekly, totaling 40 weeks of harvest, and the statistical analyses were using Minitab 16® software. The values of losses generated curves with asymmetrical features positive leptokurtic. Almost all coefficients of variation were high showing a large variability among the data collected and harvest losses indexes. With regard to the values of harvest losses, all indexes remained out of control for all teams, however the results were considered within acceptable loss rates for Brazilian Sugarcane mills / Mestre

Resumo: No planejamento dos gráficos de controle destinados ao monitoramento da média do processo, assume-se que esta permanece fixa em seu valor alvo até a ocorrência de uma causa especial, que a desloca. Em muitos processos, contudo, é mais razoável supor que a média oscila mesmo na ausência de causas especiais. Para descrever este comportamento oscilatório, tem-se utilizado o modelo autoregressivo de 1ª ordem, AR (1). Quando esta oscilação é grande, o melhor desempenho do gráfico de X é obtido com amostras unitárias. O mesmo não se observa com a carta de EWMA (exceto quando o parâmetro de ponderação  é próximo de um); os melhores desempenhos são obtidos com a adoção de amostras de tamanho n>1 e  pequeno, mesmo quando o objetivo é a detecção rápida de grandes deslocamentos da média. Neste estudo, utiliza-se como medida de desempenho o TES - tempo médio entre a ocorrência de uma mudança na posição em torno da qual a média oscila e sua sinalização pelo gráfico de controle. Quando a média do processo oscila, o TES passa a ser uma função do número esperado de visitas aos estados transientes de uma cadeia de Markov / Abstract: The design of the control charts for the process mean, assumes that this parameter remains fixed on its target value until the occurrence of a special cause that shifts it. In many cases, however, it is more reasonable to assume that the mean wanders even in the absence of special causes. To describe this wandering behavior, has used the AR(1) model. When the wandering behavior is responsible for significant proportion of the data variability, the best performance of the X chart is obtained with samples of size one (n=1). The same is not true with the EWMA control chart (except when the smoothing parameter  is very close to one), its best performance is achieved with the adoption of n>1 and small , even to detect large changes in the process mean position. In this study, the average time between the occurrence of a change in the process mean position and the signal (TES) - is used to assess the chart's performance. With the process mean wandering, this measure of performance becomes function of the expected number of visits to the transient states of a Markov chain / Orientador: Antonio Fernando Branco Costa / Coorientador: Marcela Aparecida Guerreiro Machado / Banca: Mauro Hugo Mathias / Banca: Fernando Antonio Elias Claro / Mestre

Orientador: Otávio José de Oliveira / Banca: Messias Borges Silva / Banca: José Antônio Perrella Balestieri / Banca: Márcio Cardoso Machado / Banca: Eduardo Ferro dos Santos / Resumo: Lean Six Sigma (LSS) é uma estratégia de melhoria contínua usada para aumentar a eficiência e eficácia dos processos produtivos a partir da eliminação de desperdícios e redução da sua variabilidade. Embora existam pesquisas sobre esta metodologia em empresas do setor manufatureiro, poucos estudos são direcionados para a sua aplicação no setor calçadista. Pelo exposto, o objetivo deste trabalho consiste em diretrizes para implementação do LSS em Micro, Pequenas e Médias Empresas (MPME's) de calçados. Para direcionar a realização de oito estudos de casos em MPME's calçadistas foram identificados na literatura cientifica os princípios do LSS e verificada a sua aplicação na realidade das empresas estudadas. Os instrumentos de coleta de dados para estes estudos de caso foram entrevistas semiestruturadas com gestores e colaboradores, análise documental e visita in loco. Na análise dos casos foi identificado que as empresas, embora não utilizem o LSS, possuem práticas que podem facilitar sua implementação, assim como há dificuldades que precisam ser superadas para que implementação possa ocorrer de forma eficaz. Tais possibilidades e dificuldades se constituíram como a base das diretrizes elaboradas para implementação do LSS em MPME's. Os princípios do LSS verificados nas MPME's de calçados foram: desenvolver e manter uma filosofia de longo prazo, focar no cliente, desenvolver líderes, desenvolver pessoas e equipes profissionais, desafiar e respeitar a rede de parceiros e fornecedor... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Lean Six Sigma (LSS) is a continuous improvement methodology used to increase the efficiency and effectiveness of production processes by eliminating waste and reducing its variability. Although there are researches on this methodology in companies of the manufacturing sector, few studies are directed to its application in the footwear sector. Therefore, the objective of this paper is to propose guidelines for the implementation of LSS in micro, small and medium enterprises of footwear. In order to direct the accomplishment of eight case studies in footwear MSMEs, the principles of LSS were identified in the scientific literature, verified in the reality of the companies studied. The instruments of data collection for these case studies were semi-structured interviews with managers and collaborators, documentary analysis and on-site visit. In the analysis of the cases it was identified that the companies, although they do not use the LSS, have practices that can facilitate their implementation. As well as there are difficulties that need to be overcome so that implementation can take place effectively. These possibilities and difficulties were the basis of the guidelines developed for the implementation of LSS in MSMEs. The LSS principles found in MSMEs for footwear were: to develop and maintain a long-term philosophy, focus on the customer, develop leaders, develop people and professional teams, challenge and respect the network of partners and suppliers, create a culture of continuous improvement, Use LSS tools, pull systems (JIT), focus on the perfection of products, processes and services, eliminate waste and reduce variability. This research contributes to fill the gap in the literature regarding the lack of proposals for the implementation of LSS in MSMEs of footwear (scientific contribution) and allows ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-18T04:37:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O mercado consumidor mudou muito nas últimas décadas. Atualmente, as empresas têm que lidar com um consumidor extremamente exigente. Para se manter no mercado, elas precisam desenvolver, em um curto período de tempo, produtos altamente personalizados e especializados, com custos reduzidos. Neste sentido, o monitoramento do processo de fabricação é de fundamental importância para otimizar a produção, em termos de custo e tempo, e melhorar a qualidade do produto final. Através deste monitoramento, pode-se evitar que um produto defeituoso seja fabricado e chegue ao consumidor. Esta dissertação aborda o desenvolvimento de um sistema de visão para a medição do desgaste de flanco de ferramentas de corte. Este documento inicia descrevendo o problema do desgaste de flanco e as tecnologias existentes para o monitoramento do processo de fabricação. Em seguida, apresentam-se todas as fases do desenvolvimento deste sistema de visão, desde o projeto óptico até a implementação do software. Por fim, é apresentado, detalhadamente, o sistema de medição desenvolvido, concluindo com uma avaliação do projeto e um conjunto de sugestões para futuros trabalhos.

Orientador: Rouverson Pereira da Silva / Coorientador: David Luciano Rosalen / Coorientador: Ángel Lázaro Sánchez Isnaga / Banca: Fabio Alexandre Cavichioli / Banca: Leonardo Campos de Assis / Resumo: Dentro do contexto de Agricultura de Precisão, a utilização do direcionamento automático é sem dúvidas uma das ferramentas mais populares entre os agricultores, no entanto, são poucos os produtores de amendoim que utilizam dessa tecnologia. Os benefícios do piloto automático podem ser ainda maiores na cultura de amendoim, visto que uma das principais queixas dos operadores é a dificuldade em manter o trator alinhado com a fileira da cultura no momento do arranquio, o que poderia ser reduzido quando se realiza a semeadura e o arranquio com a utilização do Piloto Automático. Nesse sentido foram realizados dois estudos, sendo o primeiro para avaliar o erro de paralelismo na operação de arranquio, mediante projeto para a execução, com direcionamento automático com sinal RTX. No segundo buscou-se identificar os principais problemas que afetam a operação de arranquio, bem como o erro de paralelismo. No primeiro foi possível observar que o uso do sinal proporcionou erros inferiores a 3,8 cm, da linha projetada com a linha executada na semeadura. No segundo, relata-se que para que o arranquio seja feito com menores perdas deve-se manter monitoramento constante de parâmetros como maturação e teor de água do solo e profundidade de trabalho do arrancador-invertedor. Por fim, é possível concluir que o uso do piloto automático reduz os erros de paralelismo, tanto na semeadura quanto no arranquio de amendoim. / Abstract: Among the precision farming tools, the use of automatic steering is without doubt one of the most popular among farmers, however, few farmers peanut using this technology. The benefits of autopilot may be even greater in the peanut crop, and one of the main complaints of the operators is the difficulty in maintaining the tractor lined up with the culture of the row at the digging. Thus, these effects can be reduced when performing the sowing and digging using the Autopilot. That it was conducted two studies, the first to evaluate the parallelism in the digging operation by design to the implementation, with automatic routing with RTX signal. The second sought to identify the main problems affecting the digging operation as well as the parallelism. At first it was possible to observe that the use of the sign provided lower errors to 3.8 cm, the line designed with the line running at sowing. In the second, it is reported that for the digging is done with smaller losses should be constant monitoring of parameters such as maturation and soil water content and depth of work Starter-Flipping. Finally, we conclude that the use of the autopilot reduces the parallelism errors, both in seeding and in peanut digging. / Mestre