O sistema de elevadores como equipamento para o transporte vertical de pessoas e bens é um componente fundamental no projeto de edifícios e, neste âmbito, a disponibilidade e eficiência do seu serviço deve ser objeto de cuidadosa análise em função de sua influência no desempenho e produtividade das atividades dos usuários do prédio. Neste contexto e considerando especificamente os edifícios inteligentes cuja finalidade é a otimização a nível estrutural e funcional do edifício como um todo, e onde a integração entre seus sistemas cumpre um papel fundamental para atingir estes objetivos, o presente trabalho propõe uma metodologia para a modelagem de sistemas de elevadores nestes prédios, que considera a sua integração com outros sistemas prediais. A abordagem empregada no desenvolvimento deste trabalho baseia-se na caracterização dos sistemas de elevadores como sistemas a eventos discretos (SED), pois sua dinâmica é definida através da ocorrência de eventos e a manutenção de estados discretos. Assim, na metodologia utiliza-se técnicas derivadas das redes de Petri (redes de Petri interpretadas), de comprovada eficiência para a modelagem, análise e controle de SEDs. Estas ferramentas são usadas através de uma abordagem estrutural, onde o sistema é modelado em diferentes níveis de abstração: um modelo conceitual obtido pelo uso da técnica PFS (Production Flow Schema) em um primeiro nível, e o refinamento deste para modelos funcionais através do uso do MFG (Mark Flow Graph) e suas extensões, onde são preservadas as estruturas das atividades do nível superior e são descritos os detalhes em um nível funcional. A metodologia proposta confirmou ser útil e eficiente para a modelagem do sistema de elevadores em edifícios inteligentes, ao permitir a especificação do modelo funcional de todo o sistema (objeto de controle e sistema de controle) e das estratégias que facilitam a sua integração com outros sistemas prediais / The elevator system as mean for the vertical transport of people and goods is a fundamental component in the design of buildings. The availability and efficiency of this service must be object of careful analysis due to its influence on the performance and productivity of the building users' activities. In intelligent buildings, the purpose is the optimization of its structural and functional levels and where also the integration between all building systems accomplishes a fundamental role to reach these objectives. In this context, this work proposes a methodology for the modeling of elevator systems in these buildings, which consider your integration with others buildings systems. The approach developed in this work is based on the characterization of elevator systems as Discrete Event Systems (DES), since the dynamic behavior is defined through the discrete events and discrete states. The proposed methodology uses techniques, that are derived of interpreted Petri nets, which has been proven as an efficient tool for modeling, analysis and control of DES. In this context, systems are modeled in different levels of abstraction: a conceptual model which is obtained by using the PFS (Production Flow Schema) technique level, and a functional model by using MFG (Mark Flow Graph) and its extensions. The MFG abstraction level describes details in a functional form, where are preserved the description activities of previous levels. The methodology proposal confirmed to be useful and efficient to elevator systems modeling, when allowing the functional specification of the whole system (object of control and control system), and strategies that facilitate its integration with others building systems.

O sistema de elevadores como equipamento para o transporte vertical de pessoas e bens é um componente fundamental no projeto de edifícios e, neste âmbito, a disponibilidade e eficiência do seu serviço deve ser objeto de cuidadosa análise em função de sua influência no desempenho e produtividade das atividades dos usuários do prédio. Neste contexto e considerando especificamente os edifícios inteligentes cuja finalidade é a otimização a nível estrutural e funcional do edifício como um todo, e onde a integração entre seus sistemas cumpre um papel fundamental para atingir estes objetivos, o presente trabalho propõe uma metodologia para a modelagem de sistemas de elevadores nestes prédios, que considera a sua integração com outros sistemas prediais. A abordagem empregada no desenvolvimento deste trabalho baseia-se na caracterização dos sistemas de elevadores como sistemas a eventos discretos (SED), pois sua dinâmica é definida através da ocorrência de eventos e a manutenção de estados discretos. Assim, na metodologia utiliza-se técnicas derivadas das redes de Petri (redes de Petri interpretadas), de comprovada eficiência para a modelagem, análise e controle de SEDs. Estas ferramentas são usadas através de uma abordagem estrutural, onde o sistema é modelado em diferentes níveis de abstração: um modelo conceitual obtido pelo uso da técnica PFS (Production Flow Schema) em um primeiro nível, e o refinamento deste para modelos funcionais através do uso do MFG (Mark Flow Graph) e suas extensões, onde são preservadas as estruturas das atividades do nível superior e são descritos os detalhes em um nível funcional. A metodologia proposta confirmou ser útil e eficiente para a modelagem do sistema de elevadores em edifícios inteligentes, ao permitir a especificação do modelo funcional de todo o sistema (objeto de controle e sistema de controle) e das estratégias que facilitam a sua integração com outros sistemas prediais / The elevator system as mean for the vertical transport of people and goods is a fundamental component in the design of buildings. The availability and efficiency of this service must be object of careful analysis due to its influence on the performance and productivity of the building users' activities. In intelligent buildings, the purpose is the optimization of its structural and functional levels and where also the integration between all building systems accomplishes a fundamental role to reach these objectives. In this context, this work proposes a methodology for the modeling of elevator systems in these buildings, which consider your integration with others buildings systems. The approach developed in this work is based on the characterization of elevator systems as Discrete Event Systems (DES), since the dynamic behavior is defined through the discrete events and discrete states. The proposed methodology uses techniques, that are derived of interpreted Petri nets, which has been proven as an efficient tool for modeling, analysis and control of DES. In this context, systems are modeled in different levels of abstraction: a conceptual model which is obtained by using the PFS (Production Flow Schema) technique level, and a functional model by using MFG (Mark Flow Graph) and its extensions. The MFG abstraction level describes details in a functional form, where are preserved the description activities of previous levels. The methodology proposal confirmed to be useful and efficient to elevator systems modeling, when allowing the functional specification of the whole system (object of control and control system), and strategies that facilitate its integration with others building systems.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniel Gumiero Noronha Maas.pdf: 6258702 bytes, checksum: 06207c47266ccded357fbb819c6ae9bf (MD5) Previous issue date: 2014-09-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a multilayer architecture for fault diagnosis in embedded systems that allows a better discrimination of the type and source of the failure, providing an accurate and assertive diagnosis. This architecture contemplates the necessary interfaces to allow integration of this diagnostic framework in the embedded system and also considers the treatment of diagnostic information for recovery system actions purposes, or simply allows the externalization of such information. This work considers the diagnosers designed according to the methodology of fault diagnosis in DES modeled by automata. Once designed the diagnosers are implemented in ANSI C language through an automated software generation tool, and finally incorporated into the main product software where it intends to perform the diagnosis. This architecture diagnosis was then applied in a case study for Frost Free refrigerator, for which the diagnosers were designed then were implemented in software and subsequently validated in order to confirm the effectiveness of the diagnosers, of the proposed architecture beyond the C language conversion process. / Este trabalho apresenta uma arquitetura de diagnóstico multicamadas para detecção de falhas em sistemas embarcados, que permite uma melhor discriminação do tipo e origem da falha, possibilitando um diagnóstico mais preciso e assertivo. Esta arquitetura contempla as interfaces necessárias para permitir a integração no sistema embarcado e também considera o tratamento das informações de diagnóstico para fins de ações de recuperação do sistema, ou simplesmente a externalização destas informações. Neste trabalho, consideram-se os diagnosticadores projetados conforme a metodologia de diagnóstico de falhas em SEDs modelados por autômatos. Uma vez concebidos, os diagnosticadores são implementados em linguagem ANSI C, através de uma ferramenta de geração automática de software, e finalmente incorporados ao software principal do equipamento onde se pretende realizar o diagnóstico. Esta arquitetura de diagnóstico foi então aplicada em um estudo de caso para um refrigerador Frost Free, para o qual foram projetados os diagnosticadores, em seguida os mesmos foram implementados em software e posteriormente validados a fim de comprovar a eficácia não somente dos diagnosticadores mas também da arquitetura proposta, além do processo de conversão dos mesmos em linguagem de software.

Rede de Petri é uma poderosa ferramenta de modelagem gráfica e matemática bastante aplicada no desenvolvimento de projetos de sistemas de eventos discretos. Porém a sua aplicação na análise e interpretação de tais sistemas torna-se inviável por resultar em modelos grandes, com muitos elementos gráficos. Para solucionar tal problema, vários pesquisadores têm concentrado esforços no desenvolvimento de novas extensões e métodos de síntese de rede de Petri, para reduzir o tamanho dos modelos e assim facilitar a sua aplicação e análise de sistemas grandes e complexos. Rede de Petri Virtual é uma nova extensão de rede de Petri que possibilita a modelagem de tais sistemas de forma modular. Cada elemento do sistema é representado por um módulo e a comunicação entre eles é feita através dos nós virtuais. Esse trabalho formaliza a definição de rede de Petri virtual, desenvolve algoritmo e procedimento de junção dos módulos para gerar o modelo final, uma rede de Petri ordinária que representa o sistema completo. / Petri net is a powerful graphical and mathematical modeling tool commonly used to project Discrete Events Systems. The increasing complexity of such systems does not allow the use of Petri net tools due to the large size of the models (many graphical elements), which is difficult to understand and analyze. Due to this fact, researchers have been made efforts to the development of new synthesis methods for Petri nets, in order to reduce the models size and become easier its use and the analysis task of the systems properties. Virtual Petri net is a new kind (extension) of Petri net, combining its best in control and representation of discrete events systems to the best of modular modeling. This king of Petri net allows to build up models of complex systems from the modules that represent its elements, linked by the virtual nodes. The present work formalizes the definition of Virtual Petri Net. Also develops an algorithm to its use in the discrete events systems and presents a procedure to link and assemble the modules in the whole model. The modular modeling makes easier the understanding and graphical visualization of the system, keeping the final model the same features of the common Petri nets.

nÃo hà / Esse trabalho propÃe um novo mÃtodo para sÃntese de supervisores em sistemas a eventos discretos, utilizando redes de Petri coloridas, baseado no contexto da teoria de controle supervisÃrio. Como aspecto principal, tem-se a formalizaÃÃo teÃrica e a prova matemÃtica do mÃtodo para sÃntese desses supervisores, denominado RestriÃÃes de Controle sobre Cores Decompostas (RCCD). AlÃmdisso, como consequÃncia, à apresentado ummÃtodo para reduÃÃo do nÃmero de lugares de controle denominado FusÃo de Controladores (FC). Os mÃtodos RCCD e FC sÃo uma extensÃo do trabalho de Moody e Antsaklis, que propÃem, originalmente, um Teorema comprovando a sÃntese de supervisores usando redes de Petri ordinÃrias e, dessa forma, sÃo propostas aqui as extensÃes desse Teorema, para o contexto das redes de Petri coloridas. Nesse caso, explora-se a decomposiÃÃo da matriz de incidÃncia de uma rede de Petri colorida para de…nir lugares de controle que nÃo sÃo con‡itantes em suas aÃÃes, usando o soft CPNTools como ferramenta. A seguir, à realizada a fusÃo desses lugares de controle, obtidos com o RCCD, com a aplicaÃÃo do mÃtodo FC, em que o lugar de controle encontrado, denominado supervisor resultante da fusÃo, atende as mesmas restriÃÃes e contribui com a mesma performance de controle do sistema. / This work proposes a newmethod for synthesis of supervisors in discrete event systems using coloured Petri nets, based in the theory of supervisory control. As a main aspect, there is the theoretical and formal mathematical proof of the method for synthesis of supervisors, called Control Constraints on Decomposed Colors (CCDC). In addition, as a consequence, it is presented a method for reducing the number of control places called Fusion of Controllers (FC). The CCDC and FC methods are an extension of the work of Moody and Antsaklis, they propose, originally a theorem proving the synthesis of supervisors using Petri nets thus are proposed here extensions of this theorem to the context of coloured Petri nets. In this case, it is explored the decomposition of the incidence matrix of a coloured Petri net to de…ne control places that are not con‡icting in their actions, using the soft CPNTools. The following is realized the fusion of these control places obtained with CCDC, with the aplication of the FC method. The obtained place is called the resulting fusion supervisor, where it is found the same constraints and contributes with the same control system performance.

[pt] O presente estudo tem como objetivo o uso de simulação de eventos discretos para avaliar cenários e propor melhorias no processo de formação de carga para embarque marítimo de um derivado de petróleo. Foram simulados cenários com alterações em três variáveis, de modo a observar o impacto na produção anual: capacidade de armazenamento da refinaria, vazão de produção e tamanho do lote de embarque. A criticidade do processo está relacionada à produção ser interrompida por falta de espaço para armazenamento do produto, ao transporte intermodal nos elos da cadeia, à janela de carregamento rodoviário e à existência de incertezas e restrições inerentes às operações de produção, manuseio, armazenamento e transporte. Uma importante conclusão do estudo é que trabalhar com menor lote para embarque marítimo resulta em maior produção anual do derivado, ou seja, tem-se uma estratégia que não envolve nenhuma alteração nos processos ou na infraestrutura. Outros fatores que contribuíram para o aumento da produção anual foram a adição de um tanque na refinaria e o aumento da vazão de produção. As análises conduzidas no estudo são importantes insumos para a tomada de decisão referente ao gerenciamento dos estoques da refinaria e da cadeia de suprimentos. A técnica da simulação permitiu analisar diversos cenários sem a necessidade de implementá-los, mostrando-se, portanto, uma ferramenta eficaz com grande adição de valor ao estudo e à prática da organização. / [en] The present study aims to use discrete event simulation to evaluate scenarios and propose improvements in the batch formation process for the marine shipment of an oil product. Scenarios with changes in three variables will be simulated in order to observe the impact on annual production: storage capacity of the refinery, production flow rate and size of the shipment batch. The process is critical because of the fact that production is interrupted due to the lack of space for product storage, the intermodal transportation through the echelons in the chain, the loading window for the road modal and the existence of uncertainties and restrictions inherent to production, handling, storage and transportation operations. The study led to the conclusion that shipping a smaller batch results in a higher annual production, which is a strategy that does not involve any changes in processes or infrastructure. Other factors that contributed to the increase in annual production were the addition of a tank at the refinery and the increase in production flow rate. The analyzes conducted in the study are important inputs for decision making regarding the management of refinery and supply chain inventory. The simulation technique allowed the analysis of several scenarios without the need to implement them and is, therefore, an effective tool with great added value to the study and practice of the organization

[EN] This work presents a fault diagnosis method for stochastic discrete event systems without previous model. To achieve this goal, the method identifies the normal behavior from to online input/output system signals. Each signal is discretized through an event generator, so the system is modelled from the language theory. Besides the pure event generation, the method also identifies the time between events, so the normal behaviour language can be modeled with a stochastic, timed, interpreted Petri net which represents only the observed language and avoids the non-determinism. Once the normal behavior has been identified, the diagnostic method compares the identified language with on-line observed language. If there is any deviation, then a fault has been detected. This work presents a diagnoser that is able to use that information to detect the fault and to learn the faulty behavior. The system is modular and it includes tools to locate the fault. The collected information is a good base for an expert to fully diagnose the fault. / [ES] Este trabajo presenta un método de diagnóstico de fallos para sistemas de eventos discretos estocásticos, sin modelo previo. Para lograr el objetivo, el método identifica el comportamiento normal a partir de las señales de entrada / salida (E/S) del sistema obtenidas on-line. Cada señal es discretizada mediante un generador de eventos, así el sistema es modelado bajo la teoría de lenguajes. Además de la generación de eventos, el método también identifica el tiempo entre eventos, de esta manera el lenguaje del comportamiento normal puede ser modelado como una red de Petri, interpretada, temporizada, estocástica; la cual solo representa el lenguaje observado y evita el no-determinismo. Una vez se ha identificado el comportamiento normal, el método de diagnóstico propuesto compara el lenguaje identificado con el lenguaje observado on-line; si hay desviación entre los lenguajes, se ha detectado un fallo. Este trabajo presenta un diagnosticador que es capaz de usar esa información para detectar el fallo y aprender el comportamiento fallido. El sistema es modular y esto incluye herramientas para localizar el fallo. La información recolectada es una buena base para que un experto diagnostique totalmente el fallo. / [CA] Aquest treball presenta un mètode de diagnosi de fallades per a sistemes de esdeveniments discrets estocàstics sense model anterior. Per aconseguir aquest objectiu, el mètode identifica el comportament normal observant les senyals de eixida/entrada en línias. Cada senyal és discretiza amb un generador d'esdeveniment, així doncs, el sistema es modela amb la teoria de llenguatges. A més de la generació d'esdeveniment pura, el mètode també identifica el temps entre esdeveniments, així que el comportament normal es pot modelar amb una Xarxa de Petri estocàstica, temporitzada e intrepretada que representa només el llenguatge observat i evita el no-determinisme. Una vegada que el comportament normal ha estat identificat, el mètode de diagnòstic compara el llenguatge identificat amb el observat en línia. Si hi ha qualsevol desviació llavors una fallada ha estat detectada. El diagnosticador és capaç d'utilitzar aquesta informació per detectar la fallada i per aprendre el seu comportament. El sistema és modular i inclou eines per localitzar la fallada. La informació recollida és una bona base per a que un expert puga plenament diagnosticar la fallada. / Muñoz Añasco, DM. (2015). Identificación y Diagnóstico de Fallos en Sistemas de Eventos Discretos Estocásticos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/53915

Os sistemas de manufatura há muito vêm sendo objeto de interesse por profissionais e pesquisadores devido à busca de melhores técnicas visando o aumento da produtividade bem como pelo aumento da competitividade empresarial ao longo dos anos. Dentre seus componentes, o sistema de movimentação de materiais merece atenção especial pois, apesar de não aumentar o valor do produto, é responsável por manter o fluxo de materiais entre máquinas, células de manufatura, centros de custos ou mesmo entre empresas, que é imprescindível para qualquer sistema produtivo. Neste contexto, o presente trabalho propõe uma metodologia para a modelagem de sistemas flexíveis de movimentação de materiais e partes em ambiente fabril, focando-se em sistemas cuja movimentação possa ser realizada por VATs (Veículos Autônomos de Transporte). Considerando-se o sistema de movimentação de materiais como sendo um sistema a eventos discretos (SEDs), pode-se empregar técnicas derivadas das Redes de Petri como o PFS (Production Flow Schema) e o E-MFG (Enhanced Mark Flow Graph) na modelagem de tais sistemas. Para tanto, foram introduzidos conceitos de orientação a objetos ao E-MFG de forma a ampliar sua capacidade de modelagem, possibilitando a migração de um paradigma de modelagem orientada a processos para um de modelagem híbrida orientada a processos e a objetos. Como estudo de caso, apresenta-se a modelagem de uma simplificação do sistema de movimentação de materiais da Mercedes Benz do Brasil, situada em São Bernardo do Campo, São Paulo, para a qual se aplica a metodologia proposta. / Manufacturing systems have been object of interest of many professionals and researchers through the years due to the search of better methods for raising goods productivity and managerial competitiveness. Among its components, the material movement system deserves special attention because even not increasing the product value, it is responsible for keeping the flow of materials between machines, manufacturing cells, cost centers and also between companies, which is indispensable for any productive system. In this context, this work proposes a methodology for modeling flexible systems for materials and parts movement in the industrial environment, focusing on systems whose movement can be performed by AGVs (Autonomous Guided Vehicles). Considering the materials movement system as a Discrete Event System (DES), techniques derived from Petri Nets as PFS (Production Flow Schema) and E-MFG (Enhanced Mark Flow Graph) can be used for modeling those systems. To this purpose, concepts of object orientation are introduced to E-MFG in order to increase its modeling capacity, allowing the migration from the process oriented modeling paradigm to an hybrid object and process oriented modeling. A simplification of the materials movement system of the plant of "Mercedes Benz do Brasil", which is located in São Bernado do Campo, São Paulo, was used as a study case to illustrate the methodology presented.

A racionalização no uso dos recursos sempre foi uma preocupação dos gestores de empresas e com a crescente competitividade entre essas organizações, faz-se necessário, portanto, um controle minucioso dos custos. Empresas do ramo florestal lidam todos os dias com problemas desde o nível estratégico, como a decisão de em quais regiões realizarem o plantio das árvores, até o nível operacional, que tem maior impacto sobre as operações diárias e que envolve as decisões de transporte de madeira. Nesse sentido, o investimento em ferramentas que garantam maior eficiência do transporte diário de madeira é considerado como ponto de partida para que essas organizações possam sustentar sua competitividade no mercado. Dessa forma, esta dissertação tem como objetivo dimensionar, através de um modelo de simulação, a frota de caminhões utilizada para o transporte diário de madeira em uma indústria de papel e celulose, com vistas a permitir um fluxo coordenado e constante de matéria prima, comparando o sistema atual com um sistema baseado em uma nova lógica de despacho de caminhões aplicada ao simulador. O modelo de simulação desenvolvido foi construído através do software ARENA® e conta com uma interface de dados construída com o auxílio do Microsoft Excel®, na qual são inseridos, de maneira estruturada, os dados de entrada necessários. Com este modelo, pretende-se auxiliar na solução de um problema operacional de transporte de madeira, uma vez que é possível determinar, em um horizonte de planejamento previamente definido, o tamanho da frota capaz de atender a uma demanda programada, permitindo maior eficiência ao sistema e redução de desperdícios. / The rational use of resources has always been a concern of business managers and the growing competition between companies requires a complex control of costs. Companies in the forestry sector deal with everyday problems from the strategic level, the decision on which regions make the planting of trees, to the operational level, which has a greater impact on the daily operations and decisions involving timber transport. Accordingly, investment in tools that ensure higher efficiency of daily transportation of wood is considered as the starting point for these organizations to sustain their competitiveness in the market. Thus, this thesis is designed to measure, through a simulation model, the fleet of trucks used for daily transportation of wood into a pulp and paper industry, with a view to providing coordinated and constant flow of raw material. The developed simulation model was built by ARENA ® software and has a data interface built with the help of Microsoft ® Excel, in which the input data required are inserted. With this model, we intend to assist in the solution of an operating problem of timber transport, since it is possible to determine the fleet size able to attend a scheduled demand, allowing the system more efficient and reduce waste, in a planning horizon previously defined.

O sistema de proteção técnica contra incêndio (SPTCI) é um dos principais sistemas que compõem o edifício inteligente (EI), pois a eficiência do seu funcionamento afeta diretamente a segurança das pessoas e o patrimônio do prédio. O SPTCI é composto de diferentes dispositivos, estratégias de controle e atua segundo legislação específica. Devido à complexidade do SPTCI, torna-se fundamental uma modelagem adequada que permita verificar a dinâmica do sistema e sua relação com outros sistemas prediais. Neste contexto, este trabalho propõe um procedimento para a modelagem e análise de estratégias de controle para o SPTCI, integrado com outros sistemas prediais dentro do contexto de EI. A abordagem considerada para este propósito baseia-se na teoria dos sistemas a eventos discretos, na aplicação de técnicas derivadas da rede de Petri e em técnicas de análise através de simulação discreta. Com esta abordagem são desenvolvidos modelos do sistema de controle do SPTCI onde é considerada a sua relação com outros sistemas prediais. Particularmente, explora-se as extensões da rede de Petri como as técnicas Production Flow Schema e Mark Flow Graph. Um estudo de caso é apresentado para ilustrar as principais características deste procedimento. / From the point of view of property damage and personal security, the fire protection system (FPS) is one of the most important systems in an intelligent building (IB). The FPS is composed of several devices and control strategies. Furthermore, it must act in accordance with specific laws. As a consequence the design of FPSs is a complex task and it is very important to provide an adequate model that supports the verification of the FPS dynamics and its integration with others building systems, facilitating its test and validation. In this context, this work proposes a procedure to model in a systematic and rational way a FPS in the IB context. Considering the nature of the structure and processes of FPS the approach is based on the discrete event dynamic system theory and the application of the Petri net. Then, the models the FPS control system and the controlled plant must include its integration with other building systems. Particularly, it explores Petri net extensions such as Production Flow Schema and Mark Flow Graph techniques. Through an example it is illustrated the main aspects of the proposed procedure.