Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-24T22:34:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 282116.pdf: 1408618 bytes, checksum: 4372b7147b1b464d2db3250f00d05d2f (MD5) / Este trabalho apresenta a aplicação da abordagem modular local da teoria de controle supervisório no controle de um sistema de veículos auto-guiados. Nesta abordagem busca-se alcançar um conjunto de supervisores não bloqueantes e minimamente restritivos que proíbem a ocorrência das seqüências de eventos indesejáveis no sistema. São discutidos os processos de síntese e implementação dos supervisores, os quais envolvem soluções que visam gerenciar o tráfego dos veículos, gerenciar a bateria dos veículos e coordenar a interação entre os pontos de transferências de materiais e os veículos. A solução de controle apresentada é feita para uma bancada experimental de um sistema com dois AGVs e duas estações de transferência de materiais, embora a solução possa ser generalizada para sistemas de maior porte. A etapa de implementação dos supervisores também é abrangida. O controle é implementado através de uma estrutura hierárquica de três níveis que objetiva manter as características propostas pela teoria de controle supervisório. Para avaliar a correção do controlador, foi desenvolvido um ambiente gráfico de emulação que permite prever as respostas das ações de controle dos supervisores através de animações gráficas. Constatou-se pela emulação que a abordagem aplicada realiza o controle do sistema sem a ocorrência de bloqueios e mantém a flexibilidade operacional.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T00:36:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296291.pdf: 2878556 bytes, checksum: 02d2b81d2452e12e0a3bac4246d5df12 (MD5) / Os sistemas SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) são sistemas que utilizam tecnologias de computação e comunicação para automatizar a monitoração e o controle de processos industriais, efetuando coleta de dados, os quais são apresentados de modo amigável para o operador, através de interfaces homem-máquina (IHM). Dentre esses processos encontram-se os sistemas de manufatura, cuja dinâmica, sob a ótica do problema de coordenação, os enquadra na classe de Sistemas a Eventos Discretos (SED). A Teoria de Controle Supervisório (TCS) baseia-se em modelos de autômatos e linguagens para síntese de supervisores ótimos para SED que podem ser traduzidos em código estruturado para controladores lógicos programáveis (CLP). Este trabalho apresenta uma proposta de metodologia para o desenvolvimento integrado de sistemas SCADA com a programação de controle supervisório em CLP para sistemas de manufatura. A metodologia proposta está constituída de 8 fases: projeto informacional; síntese de controle supervisório seguindo a abordagem modular local da TCS; emulação da atuação dos supervisores na planta; implementação estruturada do controle supervisório em CLP; implementação de funcionalidades básicas do sistema SCADA; avaliação de funcionamento do sistema real; implementação de funcionalidades gerais do sistema SCADA e, por último, validação do sistema integrado. Esta metodologia é aplicada ao controle e supervisão de uma célula flexível de manufatura do LAI-UFSC. Os resultados obtidos demonstram sistematização, flexibilidade e eficiência na realização do projeto de controle e supervisão do sistema, além de permitir estruturação e validação do programa do CLP e do sistema SCADA. / SCADA systems (Supervisory Control and Data Acquisition) are systems using computing and communication technologies to automate the monitoring and control of industrial processes, making data collection, which are presented in a friendly form for the operator, through Human Machine Interface (HMI). Among these processes are the manufacturing systems, whose dynamics, from the perspective of the coordination problem, include them in the class of discrete event systems (DES). The Supervisory Control Theory (SCT) is based on models of automata and languages for optimal synthesis of supervisors for DES, which can be translated into structured code for programmable logic controllers (PLC). This work presents a proposal of methodology for integrated development of SCADA systems with the programming of supervisory control in PLC for manufacturing systems. The proposed methodology is comprised of eight phases: informational design; synthesis of supervisory control, following the local modular approach of TCS; emulation of the performance of supervisors in the plant; structured implementation of supervisory control in the PLC; implementation of basic functionality of SCADA system, evaluation of operation of the real system; implementation of the overall functionality of the SCADA system and, finally, validation of the integrated system. This methodology is applied to the control and supervision of a flexible manufacturing cell of the LAI-UFSC. The results demonstrate systematic, flexibility and efficiency in carrying out the project control and supervision system, and allows structuring and validation of the program PLC and SCADA system.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T18:15:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 260130.pdf: 3784188 bytes, checksum: 173b5bffaf15865b3bfa95b209334ffa (MD5) / Este trabalho tem como objetivo enunciar organizadamente as diferentes abordagens de síntese de supervisores em sistemas a eventos discretos (supervisor não-marcador, supervisor marcador e supervisor desmarcador) e reluzi-los utilizando métodos de otimização como Programação Linear Inteira Mista (PLIM) e Algoritmos Genéticos (AG). Para tal, propõe-se uma metodologia original para se representar a marcação de estados por meio de eventos de marcação e reduzir supervisores por meio de coberturas de controle independentemente do tipo de supervisor. Como resultado, primeiramente demonstra-se matematicamente a equivalência entre a marcação de estados tradicional e a marcação por eventos de marcação. Então, substitui-se a condição de consistência da marcação durante a redução de supervisores por um problema de controlabilidade dos eventos de marcação. Além disso, e ainda utilizando eventos de marcação, o problema da redução de supervisores é modelado em PLIM e AG, chegando-se a reduzir supervisores de 384 estados (por meio de PLIM) e de 96 estados (por meio de AG). Ao final, concluem-se as metodologias propostas e estabelecem-se perspectivas para trabalhos futuros.

É de senso comum que, para auxiliar seus processos de negócios, as empresas utilizam heterogêneas aplicações de software, em sua maioria, compostas de sistemas legados, pacotes de softwares adquiridos de terceiros ou sistemas desenvolvidos por sua própria equipe de programadores como solução para um problema específico. Neste aspecto, percebe-se que no momento que surge a demanda pela comunicação e interação entre tais aplicações, as soluções tornam-se adaptações, acarretando mais complexidade ao problema, insegurança, além de elevados custos de implantação e manutenção. Neste cenário, a área de integração de aplicações empresárias tornou-se fundamental para a gestão da informação, pois proporciona metodologias e ferramentas para projetar e implementar soluções de integração, sem afetar a estrutura de dados e aplicações existentes. Seu desenvolvimento seguem processos da área da engenharia de software, tipicamente incluem as fazes de especificação, projeto, implementação, teste e evolução. A tecnologia Guaraná é ferramenta que proporciona o desenvolvimento de soluções de integração possibilitando projetar soluções em um alto nível de abstração, utilizando uma sintaxe concreta gráfica e muito intuitiva. Este trabalho propõe analisar o comportamento e identificar gargalos de desempenho em soluções de integração de aplicações por meio do desenvolvimento de um modelo formal de simulação baseado em Cadeias de Markov. Utiliza-se, como estudo de caso, um sistema de gerenciamento de telefonemas pessoais implementado na Unijuí e desenvolvido pela tecnologia Guaraná. Os resultados experimentais demonstraram que é possível avaliar a qualidade de uma solução de integração ainda na fase de projeto, sem a necessidade de implementa-la. O modelo de simulação proposto foi validado por meio de técnicas de verificação formal. / 163 f.

A proposta do trabalho é criar um modelo de simulação híbrida capaz de representar um sistema logístico. Partindo de uma investigação bibliográfica conceitual das metodologias de simulação de eventos discretos e da metodologia de simulação contínua (System Dynamics) capaz de revelar suas características principais e seus potenciais de aplicabilidade, é possível delinear as possibilidades de contribuição de ambas as metodologias para o desenvolvimento de modelos híbridos (metodologias discreta + contínua) de simulação. O modelo híbrido é desenvolvido sob a plataforma AnyLogic, e a integração adequada de ambas as metodologias no modelo criado é capaz de expandir o espectro de compreensão do sistema, com a possibilidade de integração de aspectos físicos e dimensionais a aspectos políticos e comportamentais do sistema em estudo, apresentando-se como ferramenta poderosa para sobrevivência às exigentes demandas concorrenciais. / This study aims at creating a hybrid simulation model able to properly represent a logistics system. Departing from a conceptual literature review about the discrete-event and the continuous (System Dynamics) simulation methodologies able to reveals its main features and potential of applicability, it is possible to define the possibilities of developing hybrid (discrete + continuous) simulation models. The proper integration of both methodologies in a hybrid model allows the expansion of the comprehension spectrum of the system, with the possibility of integrating the physical and dimensional aspects to political and behavior patterns, revealing the hybrid methodology as a powerful tool to succeed in the highly demanding business world.

O trabalho apresenta inicialmente a importância da tomada de decisão em uma sociedade com recursos limitados e muitos interesses antagônicos. Essas decisões com base em objetivos conflitantes, independente do seu grau de importância, geram ganhos em alguns aspectos e perdas em outros, e a isto se denomina tradeoff. Em problemas complexos, uma decisão mal tomada, ou um estudo de tradeoff mal conduzido podem afetar significativamente aspectos muito relevantes, como o dimensionamento de redes de transporte, por exemplo. Assim, a proposta deste trabalho é oferecer um procedimento para auxilio à tomada de decisão em sistemas de transporte aquaviário, baseado em análises com múltiplos critérios. Além disso, o estudo visa utilizar a técnica de simulação de eventos discretos para fornecer subsídio a estes estudos de tradeoff. É realizada também uma aplicação do método descrito juntamente com um modelo de simulação para o dimensionamento de um sistema de transporte aquaviário específico, contando com análises de sensibilidade. A aplicação realizada foi conclusiva e comprovou a eficácia do método desenvolvido para o auxílio à decisão em problemas desse porte. / This work primarily highlights the importance of decision making in a society with limited resources and several antagonistics interests. Decisions based on conflicting goals, regardless of their importance level, might generate positive gains associated to a certain number of variables and losses associated to others. This process is known as tradeoff. In complex problems, such as transportation networks planning, taking a bad decision or carrying out a bad tradeoff study, may affect matters of primary interests of the problem players. The proposal of this work is providing a procedure in order to support decision making process in water transportation systems based on multi-criteria analysis. In addition, the study aims at using the technique of discrete event simulation to provide subsidies to these trade-off studies. The work also presents an application of the proposed methodology, concomitantly with a simulation model for the planning of a specific maritime transportation system, including the respective sensitivity analyzes. The application was successful and conclusive about the effectiveness of the developed method helping the decision making for problems of this magnitude.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-08-15T20:00:03Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao - Joao Ricardo Braga de Paiva - 2016.pdf: 14227997 bytes, checksum: 3c191bf387f29137782a51d5673851e6 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Rejected by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com), reason: Não consta o título em português, só em inglês e na citação o nome dele não está como quer ser citado, de acordo com o currículo lattes: Nome em citações bibliográficas PAIVA, J. R. B. Detalhe, não sei se no formulário de metadados ele preencheu como você colocou. on 2016-08-17T11:36:19Z (GMT) / Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-08-17T16:45:46Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao - Joao Ricardo Braga de Paiva - 2016.pdf: 14723579 bytes, checksum: ed8f1d6ddc6fd84e86378bbe63427ee7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-08-17T16:47:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao - Joao Ricardo Braga de Paiva - 2016.pdf: 14723579 bytes, checksum: ed8f1d6ddc6fd84e86378bbe63427ee7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-17T16:47:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao - Joao Ricardo Braga de Paiva - 2016.pdf: 14723579 bytes, checksum: ed8f1d6ddc6fd84e86378bbe63427ee7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-04-27 / Outro / This work presents metric for complexity calculation in discrete event systems. The proposed methodology uses the dynamics of the system taking into account their active connections, mapped in relationship matrix. The complexity metric is applied to three distinct systems. The results show the relationship between the complexity and specic characteristics of each system. The proposed method combines knowledge about the system, contributing to behavior and performance analysis. / Este trabalho apresenta métrica para cálculo de complexidade em sistema a eventos discretos. A metodologia proposta utiliza a dinâmica do sistema levando em consideração suas conexões ativas, mapeadas na matriz de relacionamento. A métrica de complexidade é aplicada a três sistemas distintos. Os resultados obtidos apresentam a relação entre a complexidade e as características específicas de cada sistema. O método proposto agrega conhecimento sobre o sistema, contribuindo para análises de comportamento e desempenho.

Uma vez que uma aplicação ou projeto tenha sido identificado como sujeito ao uso da simulação, decisões devem ser tomadas acerca de como conduzir os estudos. Embora não haja regras definitivas, alguns passos são geralmente recomendados, tais como: planejamento do estudo, definição do sistema, construção do modelo, execução dos experimentos, análise dos resultados e relatório final. E, a construção do modelo é uma das etapas mais demoradas e complexas. Na execução dos experimentos, e na análise dos resultados a Realidade Virtual (RV) é uma interface que pode fornecer um suporte importante para a tomada de decisões, pois a RV auxilia na criação de mundos virtuais semelhantes ao mundo real, que ajudam na compreensão do funcionamento dos sistemas. Este trabalho propõe um metamodelo para o desenvolvimento de sistemas de simulação de eventos discretos com interface de RV aplicados a ambientes ou estações de trabalho de manufatura. A proposta do metamodelo é composto por quatro módulos: i) de edição e validação de modelos, ii) de criação, edição e execução de ambientes virtuais, iii) de conexão para efetuar o elo entre os dois primeiros módulos e, iv) de controle para gerenciar a comunicação e controlar a simulação. Como resultado tem-se a simulação centralizada baseada no modelo descrito em Rede de Petris (RP) com interface de RV distribuída. O sistema computacional gerado pelo metamodelo auxiliará no aprendizado e compreensão do problema simulado, e ainda permitirá ao usuário o envolvimento através da iteração. / The VR aids in the creation of virtual worlds similar to the real world, helping in understanding how a system works. This research work is concerned with the development of a discrete-event system simulation based on Petri Nets, with Virtual Reality interface for manufacturing environment or workstations. The system is composed of four modules, the first is model editing and validation, the second module is a modeling tool for virtual objects and/or a library of virtual elements, the third module makes the link between the two previous modules, and finally, the fourth is a simulation and control module. The centralized simulation is based on models described by Petri Nets with distributed RV interface resulting in a flexible and consistent system. The system will help users in learning and understanding the simulation problem, and it will also allow the user\'s integration with the environment through the interaction, and through distributed interface.

Essa dissertação tem como objetivo utilizar a simulação de eventos discretos na análise dos estoques seletivos em processo de cabinas, em uma montadora de veículos comerciais de grande porte instalada no Brasil. A análise e a redução desses estoques seletivos são desejadas, pois o armazenamento de cabinas de caminhões, além de representar um alto custo para a produção, é de difícil controle e de alto risco. O desenvolvimento deste trabalho contribuirá para o conhecimento das dificuldades e benefícios da aplicação da simulação de sistemas discretos em sistemas produtivos de alta complexidade, como são os sistemas de manufatura da indústria automobilística. A análise desse sistema é de significativa dificuldade, devido ao tamanho dos produtos, ao mix de produção, à variabilidade do fluxo das etapas de produção e às diversas variáveis que influem no sistema simultaneamente. A técnica de simulação de eventos discretos foi escolhida por ser a mais indicada para analisar todo o sistema e auxiliar na tomada de decisão. Todo o estudo do sistema, modelagem, verificação, validação, simulação e resultados foram feitos de acordo com procedimentos já sedimentados para o uso da simulação de eventos discretos, de acordo com a bibliografia apresentada. Os resultados mostram a eficiência do método utilizado e propõem um cenário otimizado para o sistema estudado. O estudo foi realizado com a utilização do software de simulação de eventos discretos, Arena® 5.0. / This work has the main objective to use the discrete event simulation to analyze the in process cabins selective banks of a commercial vehicle assembler. The analysis and reduction of the selective banks are useful because the storage of cabins represents some production risks, is hard to control and implies in high costs. The developing of this work will contribute to the knowledge of the difficulties and benefits of the use of discrete event simulation applied to high complexity production systems like the automotive industry. The size of the products, the production mix, the throughput variability and the other simultaneous variables turn the storage analysis to a hard level. In this way, the discrete event simulation is the most indicated technique to help the analysis and the decision making. The whole study of the system, the modeling, the validation, the simulation runs and the results were done according to known procedures of using the discrete event simulation, which are mentioned in the references. The presented results show the efficiency of the utilized method and proposed optimized scenery of the studied system. The simulation software Arena 5.0 was used in this study.

Ingeniero Civil de Minas / En la gran minería a cielo abierto, los sistemas pala-camión son ampliamente usados para realizar la labor de carguío y transporte. Actualmente este ítem abarca cerca del 50% de los costos de operación y en donde las principales mejoras se logran a través de una gestión óptima de la disponibilidad, confiabilidad y mantenimiento del sistema. En el caso de la minera en estudio, el costo Planta asciende al 48% del costo de caja, y el 25% de este último corresponde al costo del chancado. El principal objetivo de este estudio es determinar el ritmo de producción de Minera Antucoya en plena operación, en base a las variables y supuestos determinados en la fase de proyecto y construcción, incluyendo en cada uno de los equipos del procesamiento de mineral, sus tiempos de reparación y entre fallas, aplicados en base a distribuciones de probabilidad. La metodología aplicada a este trabajo consta del desarrollo de un modelo de simulación basado en un modelo conceptual, que detalla supuestos, parámetros, variables, criterios de diseño y operación utilizados, que permiten una comprensión del sistema modelado. La codificación el modelo en la plataforma ProModel® obtiene como resultado una producción anual de 30,77 Mt. Luego de calcular la simulación terminante, se comprueba que con sólo una corrida es suficiente. El paso siguiente fue calibrar el modelo para generar un sistema que soporte capacidades de emergencia en caso de déficit de producción. Luego de esto se validaron por partes y verificaron los indicadores para equipos principales de las tres etapas de chancado. Su resultado fue una producción de 32,76 Mtpa, lo que equivale a un beneficio marginal de US$ 27,4 MM. Se recomienda continuar este estudio, de manera de poder replicar las condiciones de la operación con una base de datos actualizada, considerando al menos aumentar el límite de batería hasta las pilas de lixiviación, para de esta forma obtener estimaciones más cercanas a su real desempeño. / In large scale open pit mining, shovel-truck system are widely used for loading and haulage labors. Actually, this item represents nearly 50% of operating costs, where main improvements are achieved through optimal management of availability, reliability and maintenance of the system. In this particular study case, processing costs reach 48% of cash costs, where 25% of this given cost comes into the crushing step. Main purpose of this study is to determine the production rate of Antucoya Mining in full operation, based on variables and suppositions determined during the project and construction phases, including for each processing unit, its maintenance times between malfunctions applied on probabilistic distributions. The methodology applied for this study includes the development of a simulation model based on a conceptual model, which specifies suppositions, parameters, variables, design and operation criterion that allow a comprehensive patterned system. The code lines of the model used in ProModel® platform delivers an annual production rate of 30.77 Mt. After calculating the finishing simulation, it is proven that a single run is enough. The next step is to calibrate the model to generate a system that supports emergency capacities in case of a lacking production. After this, the indicators for the 3 main crushing stages were validated and verified individually. With this, a new production of 32.76 Mtpa is achieved which represent a marginal profit of US$ 27.4M. It is advised to further continue this study in order to replicate the operating conditions using updated data and increasing at least the battery limit to leaching piles, allowing the model to obtain more realistic estimations. / 28/7/2021