[pt] O presente estudo aborda o planejamento operacional de lavra de minério de ferro com alocação dinâmica de caminhões, em um complexo de minas, no Estado do Pará. O objetivo é balancear as taxas de utilização dos recursos logísticos utilizados em operações de extração e transporte de minério de ferro, considerando aumento ou diminuição em suas unidades de uso. Inicialmente, é feita uma revisão da literatura que apresenta como a logística e seus componentes de desempenho se associam a produção de minério de ferro no estado, identificando as principais incertezas dos processos logísticos considerados, além de apresentar o problema operacional de lavra com alocação dinâmica de caminhões e técnicas de simulação e de otimização individualmente, ressaltando seu melhor desempenho em conjunto. Esta revisão respalda a fase de aplicação da Simulação-Otimização, que ocorre em um sistema dinâmico, estocástico e de eventos discretos. A análise consistiu no diagnóstico do sistema produtivo, avaliação dos relacionamentos entre os processos envolvidos, construção de um modelo de simulação a partir dos dados coletados e otimização, verificando-se seus outputs como origem dos cenários a serem propostos na nova simulação, para avaliar as potenciais modificações na utilização dos recursos. A Simulação- Otimização foi executada utilizando-se o pacote de simulação ProModel, que inclui um software de Otimização baseado em Algoritmos Genéticos, o SimRunner. Como resultado, o modelo de Simulação-Otimização foi construído para apoiar decisões estratégicas e operacionais da empresa em estudo, apresentando resultados satisfatórios para o balanceamento das taxas de utilização dos recursos logísticos envolvidos na operação. / [en] The present study highlights the operational mining planning of iron ore with dynamic allocation of trucks in a mining complex in the State of Pará. The goal is to balance the utilization rates of logistical resources used in mining operations and transportation of iron ore, considering the increase or decrease of the number of resources in use. Initially, a literature review presents how the logistics and its performance components are associated with the iron ore production in the State of Pará, identifying uncertainties on key logistics processes, also presenting the operational mining planning with dynamic allocation of trucks and techniques of simulation and optimization individually, highlighting the best setting when considered together. This review endorses the implementation of the Simulation-Optimization phase, which occurs in a dynamic, stochastic and discrete events system. The analysis consisted in the diagnosis of the production system, the evaluation of the relationships between the logistics processes involved, the construction of a simulation model based on the collected data and optimization, verifying their outputs as the source for the scenarios to be proposed in the new simulation to evaluate the potential changes in resource utilization. The Simulation-Optimization was performed using the ProModel simulation package, which includes an optimization software based on Genetic Algorithms, the SimRunner. As a result, the Simulation-Optimization model was built to support strategic and operational decisions of the studied company, presenting satisfactory results to balance the utilization rates of all logistical resources involved in the operation.

[pt] O crescimento dos problemas de vibrações excessivas em edificações oriundos de atividades humanas rítmicas tem conduzido à necessidade de desenvolvimento de critérios específicos para projetos estruturais submetidos à ação dessas cargas dinâmicas. Esta foi uma das motivações para o desenvolvimento de uma metodologia de análise para investigação da resposta dinâmica de sistemas estruturais de pisos mistos (aço-concreto). Objetiva-se verificar a influência da interação aço-concreto (interação total e parcial) e, bem como, das ligações estruturais (ligações viga-coluna e viga-viga), sobre a resposta dinâmica não linear de pisos mistos (aço-concreto). Deste modo, são utilizados três modelos de carregamento dinâmico representativos das atividades humanas rítmicas referentes a saltos à vontade e ginástica aeróbica. As cargas dinâmicas são obtidas por meio de testes experimentais e, também, com base em normas e recomendações internacionais de projeto. Com referência a interação aço-concreto, vários tipos de conectores (tipo stud e perfobond) são considerados ao longo da investigação. Mesmo sabendo-se que a análise de vibrações de pisos induzidas por atividades humanas tem sido alvo de inúmeras investigações ao longo dos últimos dois séculos (1828-2012), os autores desconhecem na literatura técnica um trabalho de pesquisa tão abrangente, no que diz respeito à análise dinâmica não linear de pisos mistos (aço-concreto) submetidos à ação de atividades humanas rítmicas, com base na consideração dos efeitos dos conectores (interação aço-concreto) e das ligações (viga-coluna e viga-viga). Diante do exposto, o quadro global investigado neste trabalho de pesquisa demonstra, claramente, um indicativo de que os critérios de projeto devem levar em conta o caráter dinâmico da excitação e, especialmente, a influência da interação aço-concreto e das ligações estruturais, no que tange a verificação dos estados limites de utilização (conforto humano), associados ao comportamento estrutural de pisos mistos de edificações. / [en] The increasing incidence of building vibration problems due to human activities led to a specific design criterion to be addressed in structural design. This was the main motivation for the development of a design methodology centred on the steel-concrete composite floors non-linear dynamic response submitted to loads due to human rhythmic activities. This way, the main objective of this work is to investigate the influence of steel-concrete interaction degree (from total to various levels of partial interaction) and the beam-to-column and beam-to-beam connections effect over the non-linear dynamic behaviour of composite floors. Thus, three dynamic loading models were utilized, in order to simulate human rhythmic activities such as jumping and aerobic gymnastics. The dynamic loads were obtained through experimental tests and based on international design codes and recommendations. Regarding the steel-concrete interaction degree, the stud and perfobond connectors are considered in this investigation. Even though this topic has been studied in the technical literature for nearly two centuries, the steel-concrete composite floors non-linear dynamic analysis submitted to human rhythmic activities has not yet been addressed so comprehensively, as far as the authors are concerned in this investigation, based on the consideration of the connectors (steel-concrete interaction degree) and connections (beam-to-column and beam-to-beam) effects. Considering all aspects mentioned before, the results have demonstrated that the design criteria should include the original nature of the dynamic excitation and, specially, the steel-concrete interaction degree and structural connections effects when the steel-concrete composite floors structural behaviour, related to the serviceability limit states (human comfort) are investigated.

[pt] O desenvolvimento baseado em sistemas de componentes de software consiste em compor sistemas a partir de unidades de sotfware prontas e reutilizáveis. Muitos sistemas de componentes software em produção, precisam ficar disponíveis durante 24 horas por dia nos 7 dias da semana. Atualizações dinâmicas permitem que os sistemas sejam atualizados sem interromperem a execução dos seus serviços, aplicando a atualização em tempo de execução. Muitas técnicas de atualização dinâmica, na literatura, utilizam aplicações feitas especificamente para cobrir os pontos implementados e poucas utilizam um histórico de necessidades de um sistema real. Este trabalho estuda os principais casos de atualizações que ocorrem em um sistema de componentes de uso extenso, o Openbus, que consiste em uma infraestrutura de integração responsável pela comunicação de diversas aplicações de aquisição, processamento e interpretação de dados. Além deste estudo, implementamos uma solução de atualização dinâmica para acomodar as necessidades deste sistema. Depois, utilizando a solução implementada, apresentamos um teste de sobrecarga e algumas aplicações de atualizações do Openbus. / [en] The component-based development of software systems consists on composing systems from ready and reusable sotfware units. Many software componente systems on production, need to be available 24 hours a day 7 days a week. Dynamic updates allow systems to be upgraded without interrupting the execution of its services, applying the update at runtime. Many dynamics software update techniques in the literature use applications specically implemented to cover the presented points and only a few use a historical need of a real system. This work studies the main cases of updates that occur in a system of components with extensive use, the Openbus, which consists of an integration infrastructure responsible for communication of various applications for acquisition, processing and interpretation of data. In addition to this study, we implement a solution of dynamic software update to accommodate the needs of this system. After, using the implemented solution, we present an overhead test and applications of updates on Openbus.

[pt] Lógica Proposicional Dinâmica (PDL) é um sistema lógico multi-modal utilizada para especificar e verificar propriedades em programas sequenciais. Redes de Petri são um formalismo largamente utilizado na especificação de sistemas concorrentes e possuem uma interpretação gráfica bastante intuitiva. Neste trabalho apresentam-se extensões da Lógica Proposicional Dinâmica onde os programas são substituídos por Redes de Petri. Define-se uma codificação composicional para as Redes de Petri através de redes básicas, apresentando uma semântica composicional. Uma axiomatização é definida para a qual o sistema é provado ser correto, e completo em relação à semântica proposta. Três Lógicas Dinâmicas são apresentadas: uma para efetuar inferências sobre Redes de Petri Marcadas ordinárias e duas para inferências sobre Redes de Petri Estocásticas marcadas, possibilitando a modelagem de cenários mais complexos. Alguns sistemas dedutivos para essas lógicas são apresentados. A principal vantagem desta abordagem concerne em possibilitar efetuar inferências sobre Redes de Petri [Estocásticas] marcadas sem a necessidade de traduzí-las a outros formalismos. / [en] Propositional Dynamic Logic (PDL) is a multi-modal logic used for specifying and reasoning on sequential programs. Petri Net is a widely used formalism to specify and to analyze concurrent programs with a very intuitive graphical representation. In this work, we propose some extensions of Propositional Dynamic Logic for reasoning about Petri Nets. We define a compositional encoding of Petri Nets from basic nets as terms. Second, we use these terms as PDL programs and provide a compositional semantics to PDL Formulas. Then we present an axiomatization and prove completeness regarding our semantics. Three versions of Dynamic Logics to reasoning with Petri Nets are presented: one of them for ordinary Marked Petri Nets and two for Marked Stochastic Petri Nets yielding to the possibility of model more complex scenarios. Some deductive systems are presented. The main advantage of our approach is that we can reason about [Stochastic] Petri Nets using our Dynamic Logic and we do not need to translate it into other formalisms. Moreover our approach is compositional allowing for construction of complex nets using basic ones.

[pt] Neste trabalho é apresentado um método numérico de resolução para a equação diferencial de placas: o método de Galerkin Iterativo. O método é utilizado para obtenção das cargas críticas de flambagem e das freqüências naturais para placas retangulares com condições de contorno arbitrárias. São determinados ainda os modos de vibração de placas para diversas condições de contorno. É também apresentada uma análise do comportamento estático e dinâmico de placas planas retangulares. Utilizando-se dos resultados obtidos nesta análise e do método de Galerkin Iterativo, analisa- se a influência dos carregamentos axiais sobre as propriedades de vibração de uma placa com diversas condições de contorno, como proposta de um meio de controle passivo de vibrações em placas retangulares. Realiza-se uma análise linear para o carregamento no plano médio da placa e outra não-linear no caso de placas submetidas a carregamentos excêntricos, ou seja, fora do plano médio da placa. Mostra-se que o método de Galerkin Iterativo permite a obtenção de modos de vibração ortogonais possibilitando a resolução de problemas dinâmicos através do método de superposição de modos. Além disso, mostra-se que o método de controle passivo de vibrações em placas, através da aplicação de forças de compressão no plano, reduz a amplitude da resposta na região de ressonância. / [en] The aim of this work is to present a procedure for the solution of differential equations for plates: the Iterative Galerkin method. With the aid of this method, the buckling loads and natural frequencies of plates are obtained for plates with arbitrary sets of boundary conditions. The vibration modes of plates with various boundary conditions are obtained and compared with results found in literature. An analysis of the static and dynamic behavior of unloaded and in-plane loaded rectangular plates is presented. The use of in-plane loads as a passive vibration control technique for rectangular plates is investigated using the results obtained by the Iterative Galerkin`s method. A linear analysis is conducted for loads applied on the plate mid-surface and a non-linear one for plates with in-plane eccentric loads. Moreover, it is shown that the Iterative Galerkin method leads to a set of orthogonal vibration modes allowing the use of superposition methods in the solution of dynamic problems. Furthermore, the results show that the proposed passive vibration control through the use of in- plane compression loads, decrease the response in the resonance region.

[pt] Nesse trabalho, estuda-se o desempenho de um absorsor pendular no controle de vibrações de torres altas e esbeltas, ocasionadas por carregamentos dinâmicos, tais como, por exemplo, cargas ambientais. Em virtude da possibilidade de oscilações de grande amplitude, considera- se na modelagem do problema a não-linearidade do pêndulo. O principal objetivo é estudar o comportamento do sistema torre-pêndulo, submetido a um carregamento harmônico, no regime não-linear, abordando-se aspectos gerais ligados à estabilidade dinâmica. Apresenta-se, inicialmente, a formulação necessária para obter o funcional de energia do sistema coluna-pêndulo, tanto para o caso linear quanto para o caso não-linear, do qual derivam-se as equações diferenciais parciais de movimento. A partir das equações lineares, obtêm-se as freqüências naturais e modos de vibração para alguns casos relevantes de coluna. A seguir, com base na análise modal do sistema coluna-pêndulo, deriva-se um modelo de dois graus de liberdade capaz de descrever com precisão o comportamento do sistema na vizinhança da freqüência fundamental da coluna, do qual obtêm-se as equações de movimento e as equações de estado não- lineares. Uma análise paramétrica detalhada das oscilações não-lineares do sistema coluna-pêndulo demonstra que o absorsor pendular passivo pode reduzir ou amplificar a resposta da coluna. No estudo da influência da não-linearidade geométrica do pêndulo, verifica-se a importância dessa na resposta do sistema, evidenciando que a nãolinearidade não pode ser desprezada nessa classe de problema. Por fim, com base nos resultados, propõe-se um absorsor pendular híbrido. Os estudos revelam que este controle é mais eficiente que o passivo e que não requer grande gasto de energia. / [en] In the present work the performance of a pendulum absorber in the vibration control of tall and slender towers, caused by dynamic loads, such as, environmental loads, is studied in detail. Due to the possibility of large amplitude oscillations, the non-linearity of the pendulum is considered in the modeling of the problem. The main objective of this research is to study the behavior of the tower-pendulum system, submitted to a harmonic load, in the nonlinear regimen, with emphasis on general aspects related to its dynamic stability. It is presented, initially, the formulation necessary for the derivation of the system´s energy functional, both for the linear and the nonlinear cases, from which the partial differential equations of motion are derived and the vibration frequencies and related vibration modes are obtained. Then, based on the modal analysis of the column-pendulum system, a two degrees of freedom model, capable of describing with precision the behavior of the system in the neighborhood of the fundamental frequency of the column is derived, from which the equations of motion and the nonlinear state-space equations are obtained. A detailed parametric analysis of the nonlinear oscillations of the system is carried out. It shows that the pendulum may reduce or amplify the response of the column. The results show a marked influence of the geometric not-linearity of the pendulum on the response of the system, showing that its not-linearity cannot be neglected in this class of problems. Finally, based on the results, a hybrid control approach is proposed. These studies show that this control strategy is more efficient than the passive control alone and that it does not require a large amount of energy.

[pt] Nas redes ópticas que contém EDFAs (amplificadores à fibra dopada com Érbio), a característica variável do tráfego faz com que a potência de entrada do amplificador oscile, causando rápidas flutuações de ganho que podem inviabilizar a transmissão de dados nos canais WDM (multiplexados por divisão de comprimento de onda) co-propagantes. As variações de tráfego podem ser lentas, quando originadas pela adição ou remoção de canais WDM em qualquer nó da rede (roteamento dos canais WDM), ou rápidas, quando causadas pela transmissão aleatória de pacotes ou rajadas de dados através da rede. Logo, para alcançar uma alta qualidade de transmissão é necessário garantir a operação estável do EDFA, independentemente da natureza das variações de sua potência de entrada. Por isto, nós otimizamos o desempenho da técnica da oscilação laser em anel para controlar o ganho do EDFA, empregando dois comprimentos de onda espectralmente opostos, um acima e outro abaixo da banca C. A partir da ótima estabilidade de ganho alcançada com o emprego desta técnica de controle em uma unidade amplificadora, implementamos um sistema de armazenamento de sinais ópticos com ótimo desempenho e mostramos como minimizar as flutuações de ganho acumuladas após muitos EDFAs em cascata, tornando os enlaces ópticos de longo alcance mais eficientes. / [en] In optical networks containing EDFAs (Erbium-Doped Fiber Amplifiers), the variable traffic characteristic lead the input power to the amplifier to oscillate and cause fast time-dependent gain fluctuations that can impair the transmission of data on co-propagating WDM (Wavelength Division Multiplexing) channels. Traffic variatons can be slow, when originated by add or drop of WDM channels at any network node (WDM routing), or fast, when come from random transmission of packet/burst data through the network. Consequently, to reach a high quality transmission it is necessary to ensure a stable EDFA operation, regardless the nature of its input power variations. Therefore, we optimized the performance of the ring-laser technique to clamp the EDFA gain, using two spectrally oposite lasing wavelengths, one above and another below the C-band. Based on the excellent gain stability reached with the employment of this gain control technique over one amplifier unit, we assembled a high-performance alloptic buffer memory and showed how to miminize the accumulated gain fluctuations after many cascaded EDFAs, enabling more efficient long distance optical links.

[pt] Em meados do século XIX, G. Boole mostrou que a transformação x -> x − 1/x, definida em R − {0}, preserva a medida de Lebesgue (Ble). Mais de um século depois, R. Adler e B.Weiss mostraram que essa aplicação, chamada de transformação de Boole, é, de fato, ergódica com respeito à medida de Lebesgue (Adl). Nesse trabalho, apresentaremos o conceito de sistemas alternantes, definido recentemente por S. Muñoz (Mun), que consiste numa grande classe de aplicações na reta que generaliza a transformação de Boole e que torna possível uma análise abrangente de propriedades como transitividade robusta e ergodicidade. Para mostrar que, sob certas condições, sistemas alternantes são ergódicos com relação à medida de Lebesgue, mostraremos, usando o Teorema do Folclore, que a transformação induzida do sistema alternante é ergódica. / [en] In the middle of the 19th century, G. Boole proved that the transformation x -> x − 1/x, defined on R − {0}, is a Lebesgue measure preserving transformation (Ble). Over one hundred years later, R. Adler and B.Weiss proved that this map, called Boole`s map, is, in fact, ergodic with respect to the Lebesgue measure (Adl). In this work, we present the notion of alternating systems, recently introduced by S. Mu`noz (Mun), which is a large class of functions on the real line that generalizes the Boole`s map and allows us to make a wide analysis on certain properties such as robust transitivity and ergodicity. In order to show that, under certain conditions, alternating systems are ergodic with respect to the Lebesgue measure, we show, using the Folklore Theorem, that the induced transformation of an alternating system is ergodic.

[pt] Nesta tese, as vibrações não-lineares e a estabilidade de uma casca cilíndrica contendo um fluido são estudadas com base em modelos de dimensão reduzida, isto é, modelos com um número reduzido de graus de liberdade. A partir dos funcionais de energia potencial e cinética de uma casca cilíndrica, deduzem-se suas equações de movimento. O campo de deformações da casca cilíndrica segue a teoria não- linear de Donnell para cascas abatidas. O fluido é considerado interno à casca irrotacional, não-viscoso e incompressível, sendo descrito a partir de um potencial de velocidade que leva em consideração a interação entre o fluido e a estrutura. Para resolver o sistema de equações de equilíbrio da casca, desenvolve-se um procedimento analítico que permite obter os campos de deslocamento axial e circunferencial em função dos deslocamentos laterais, além de atender as condições de contorno do problema. Desta forma, reduz-se o sistema de equações de equilíbrio a uma única equação diferencial parcial que é resolvida com o método de Galerkin. A determinação dos deslocamentos laterais é feita a partir de técnicas de perturbação que ordena os modos não-lineares de acordo com sua importância na solução da casca cilíndrica. Comprova-se essa ordenação através do método de Karhunen-Loève que fornece, também, uma expansão ótima para os deslocamentos laterais. Além dessas técnicas, apresenta-se uma redução polinomial que relacionam as amplitudes dos modos não-lineares com a amplitude do modo linear, criando uma expansão modal com 1 GDL. Apresentam-se respostas no tempo, fronteiras de instabilidade e diagramas de bifurcação para uma casca cilíndrica submetida a dois tipos de carregamentos harmônicos, pressão lateral e carga axial. A seguir, são propostos alguns critérios para a análise da a integridade do sistema dinâmico tanto para um sistema com 1 GDL quanto para um sistema multidimensional através da evolução e erosão das bacias de atração. Por fim, estuda-se o comportamento de cascas cilíndricas parcialmente cheias, mostrando a influência da altura do fluido nas fronteiras de instabilidade e curvas de ressonância da casca cilíndrica. / [en] The nonlinear vibrations and stability of a fluid-filled cylindrical shell is investigated using reduced order models. First, the nonlinear equations of motion of the cylindrical shell are deduced based on the expressions for the potential and kinetic energy, which are obtained using Donnell shallow shell theory. The internal fluid is considered to be irrotational, non- viscous and incompressible. It is described by a velocity potential that takes into account the fluid-shell interaction. A procedure is proposed to obtain analytically the axial and circumferential displacements of the shell, satisfying the in-plane equations of motion and the associated boundary conditions. So, the problem is reduced to one partial differential equation of motion which is solved by the Galerkin method. The transversal displacement field is obtained by perturbation techniques. This enables one to identify the relevance of each term in the nonlinear expansion of the vibration modes. Then, the Karhunen-Loève method is employed to investigate de relative importance of each mode obtained by the perturbation analysis on the nonlinear response and to deduce optimal interpolation function to be used in the Galerkin procedure. A SDOF model is also obtained by relating the modal amplitudes of the nonlinear modes to the vibration amplitude of the linear mode. Time responses, instability boundaries and ifurcation diagrams are obtained for cylindrical shells subjected to harmonic lateral and axial loads. Different procedures for the analysis of the shell integrity are proposed based on the evolution and erosion of the basins of attraction in state-space. Finally, the influence of the fluid height on the stability boundaries and resonance curves is studied.

[pt] Ao tomar suas decisões, o gerente se vê frente a frente com diferentes tipos de incertezas, entre elas, o tempo para se concluir um projeto. As características de inovação e ineditismo dos projetos de Pesquisa e Desenvolvimento aplicados à tecnologia reforçam ainda mais os cuidados a serem tomados com a dimensão tempo no momento da decisão, pois a penalidade pode ser até mesmo a perda de uma oportunidade valiosa de negócio. Para quantificar o impacto do esforço aplicado em um Projeto de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico no valor de um empreendimento, conduzido em um contexto onde o tempo é representado por uma variável aleatória, desenvolvemos o modelo que apresentamos neste trabalho. Para tanto utilizamos a Teoria das Opções Reais, considerando que o projeto se desenvolve seqüencialmente e que pode ser abandonado em qualquer estágio de desenvolvimento. O modelo utiliza uma treliça para captar a incerteza técnica própria do desenvolvimento do desempenho da tecnologia e considera como variável aleatória o tempo de conclusão de cada uma das fases do projeto. O valor esperado do projeto, com a flexibilidade propiciada pela opção de abandono embutida no projeto de Pesquisa e Desenvolvimento, é calculado combinando a Simulação de Monte Carlo e a técnica da Programação Dinâmica. Aplicamos o modelo para tratar o caso de uma planta Gas-to-liquid (GTL). A função payoff do projeto de Pesquisa e Desenvolvimento foi construída a partir de diversas contribuições geradas no bojo de um convênio firmado entre o Departamento de Engenharia Industrial da PUC-RJ e a Petrobras S.A., com o objetivo de avaliar economicamente uma planta GTL. / [en] When making decisions, the figure of the manager comes across different types of uncertainties. Among them, the time to conclude a project. The characteristics of innovation and novelty in Research and Development Projects applied to technology, further reinforces the caution to be taken regarding the time dimension at the moment of the decision, since the penalty could culminate in the loss of a valuable business opportunity. In order to quantify the impact of the effort applied in a Research and Technological Development Project, in the value of an entrepreneurship conducted according to a context in which time is represented by a random variable, this study presents a pertinent model. Considering that a project sequentially evolves and can be abandoned during any stage of its development, the Theory of Real Options was the chosen theoretical framework. The model utilizes a lattice to capture the technical uncertainty, characteristics of the development of technology performance, and takes in account as a random variable the time of the conclusion of each stage of the project. The expected value of the project with the flexibility provided by the option to abandonment built in the Research and Development Project, is calculated through a combination of the Monte Carlo Simulation and the technique of Dynamic Programming. The proposed model was applied in the case of a Gas-to-liquid (GTL) plant. The payoff function of the Research and Development Project was built through several contributions stemmed from an agreement between the Industrial Engineering Department of PUC-RJ and Petrobras S.A., in order to assess the economic value of a GTL plant