O desenvolvimento de sistemas de engenharia tem se deparado com inúmeros desafios, dentre eles, a crescente complexidade dos problemas endereçados, a utilização de diferentes ferramentas de desenvolvimento (uma para cada área de conhecimento), a enorme quantidade de notações e padrões de desenvolvimento e a necessidade de projeto colaborativo envolvendo diversas empresas. A falta de padronização para os grandes integradores de sistemas, em todas as áreas citadas e o desenvolvimento sem um alinhamento, de ferramentas por parte dos fabricantes, têm resultado em aumento significativo no esforço de desenvolvimento e aparecimento de erros, caracterizando um problema para os integradores de sistemas. Uma tradicional situação na indústria pode ser exemplificada: pela definição das funções e da arquitetura de um sistema pela equipe de engenharia de sistemas; pelas leis de controle associadas desenvolvidas pela engenharia de controle (usando notações semi-formais ou informais); e pelo software especificado e codificado pela equipe de software. Desta situação, percebe-se a necessidade de um framework de engenharia que enderece os problemas descritos. Este trabalho de pesquisa apresenta uma pesquisa bibliográfica sobre as atividades e padronizações necessárias para o desenvolvimento de sistemas baseados em modelos; Um Framework Colaborativo Híbrido para Engenharia de Sistemas Embarcados Baseada em Modelos; e um Estudo de Caso, desenvolvido para propiciar a verificação e análise de viabilidade do framework proposto. A principal contribuição desta pesquisa foi a elaboração de um framework, útil para as comunidades cientifica e industrial, principalmente para os integradores de sistemas, que necessitem desenvolver soluções passíveis de particionamento entre diversas empresas, visando o aumento da eficiência, da qualidade de produto e processos associados, a redução do desperdício dos recursos envolvidos, enquanto protegem a propriedade intelectual.

O objetivo deste trabalho é a apresentação de um método prático para a obtenção das características aerodinâmicas de asas variando diversas propriedades geométricas. O método apresentado visa ser aplicado em tarefas relacionadas ao projeto de aeronaves utilizando métodos de otimização multidisciplinar e em investigações onde o fator consumo computacional versus precisão dos resultados seja fundamental. Para atingir estes objetivos, foi implementada uma metodologia que tem como base de cálculo o modelo da linha sustentadora estendida apresentado por Weissinger. O modelo possibilita o cálculo de asas variando o enflechamento, alongamento, afilamento e torção, entre outros parâmetros. Somado a um conjunto de correções e o uso de outras metodologias aplicadas em sub-rotinas, o método apresenta-se como uma ferramenta rápida e que fornece bons resultados quando comparada com outras metodologias similares utilizados na atualidade. Neste trabalho, são apresentadas a fundamentação teórica, análises de convergência e resultados comparativos com a teoria e testes experimentais, que em conjunto, demostram as capacidades e aplicabilidades do mesmo.

O presente trabalho foi motivado pela necessidade de utilizar metamodelos em projetos onde se aplica Otimização Multidisciplinar (Multidisciplinary Design Optimization - MDO na terminologia em inglês), onde processos extensos devem ser rodados diversas vezes de forma iterativa, consumindo grande quantidade de tempo e processamento. Trabalhos de MDO envolvem diversas etapas de cálculo para o modelo requerido. No projeto de asas de aeronave, uma etapa a ser desenvolvida é o intradorso e extradorso do caixão estrutural. Constituem-se de placas retangulares reforçadas, sujeitas a esforços de compressão nas direções dos reforçadores. Essa estrutura será o caso analisado e, também, foco do estudo em questão. O metamodelo da placa reforçada foi realizado usando Funções de Base Radial (Radial Basis Functions - RBF na terminologia em inglês), e treinadas com pontos otimizados, com o objetivo de minimizar o peso, através do uso de um algoritmo genético (NSGA-II). O programa modeFRONTIER foi utilizado para a integração do fluxo de cálculo, assim como para a otimização e a criação de superfícies de respostas. No trabalho em questão, as variáveis de entrada para o metamodelo são as seguintes: a largura do caixão da asa; o comprimento, representando a distância entre nervuras; a altura do caixão da asa; e um carregamento. O objetivo é fornecer a espessura do revestimento, e a distância entre os reforçadores, bem como a altura e a espessura dos mesmos, obtendo-se um peso otimizado para essa configuração de variáveis de entrada. Restrições geométricas das variáveis de projeto, e restrições referentes às cargas de flambagem global e local foram levadas em consideração e especificadas no trabalho.

O monitoramento da qualidade das águas superficiais é um importante instrumento para a avaliação das condições ambientais de determinado curso d';água ou região, permitindo, pela interpretação de seus resultados, avaliar a eficácia das políticas públicas de controle ambiental. A operação de uma rede de monitoramento com elevado número de estações de coleta e determinação de dezenas de parâmetros físico-químicos e biológicos é bastante onerosa e requer uma logística complexa a ser implementada por uma equipe multidisciplinar (químicos, biólogos, geólogos, técnicos coletores, técnicos de laboratório, entre outros). Pela importância, custo e complexidade, é constante a discussão sobre procedimentos de otimização de redes de monitoramento da qualidade das águas. O presente estudo contribui com esta discussão ao empregar os procedimentos do processo Knowledge Discovery in Databases - KDD, associado à conceituação de ecorregiões aquáticas, na avaliação das informações obtidas com a operação da rede de monitoramento da qualidade das águas superficiais da bacia do rio das Velhas, Estado de Minas Gerais. A análise contemplou uma base de dados pré-processada composta por 113 estações de amostragem, toda elas com informações de 17 parâmetros físico-químicos e biológicos, determinados em campo e laboratório, representativos da sazonalidade climática da região em foco (períodos de cheia e seca) no período de 2007-2013. Seguindo todas as etapas do processo KDD, entre elas a aplicação de um algoritmo de mineração de dados para identificação de padrões (agrupamentos por similaridade) e interpretação dos padrões pautada na tipificação de aspectos físicos (litologia e altitude) da bacia, foi possível estabelecer a recomendação de desativação de 23 estações de amostragem localizadas ao longo do rio das Velhas e seus tributários.

Typical applications, such as georeferencing, long travelings, and monitoring, can be executed by unmanned aircraft squadrons by assuming different formations, such as latitudinal and longitudinal formations and circular motion maintenance, respectively. In order that all these problems can be solved in one mission, the squadron must reconfigure itself among these different formations in an autonomous way. In this study it is proposed a multifunctional missions execution scheme for unmanned aircraft squadrons based on geometric formation reconfigurations. The problem is a multidisciplinary one, and addresses the following issues: A control strategy able to deal with the aircraft model nonlinearity; computational algorithms for reconfiguring the squadrons among its different formations, whose efficiency is not critical for real-time applications; a theoretical treatment that allows the proof of convergence among the several squadron formation reconfigurations, and an approach that contributes to the system robustness with regard to parametric uncertainties of the aircraft dynamic model. Solutions are presented for the sub-problems and it is proposed their integration for getting a scheme for running a multifunctional missions queue.