O objeto de estudo deste trabalho é a construção de modelos que permitam a estruturação do projeto do controle de sistemas flexíveis de manufatura que considerem não somente estados de operação normal, mas também estados anormais, isto é, em situações de falhas. Entende-se como falha o desvio de pelo menos uma propriedade do sistema que leva o mesmo a um estado de defeito, que por sua vez se define como um comportamento incomum, não projetado, do sistema sob estudo, que finalmente é manifestado como um defeito. Sistemas flexíveis de manufatura são sistemas que executam múltiplos processos visando à produção de diversos bens. O processo é um conjunto de ações de transformação que por sua parte requerem um conjunto de recursos que são compartilhados por outros processos simultaneamente. Sistemas flexíveis de manufatura envolvem um número relativamente grande de componentes, máquinas, equipamentos e operadores humanos, que interagem de maneira diversificada manipulando um grande conjunto de informação e diferentes materiais em ambientes que podem até ser agressivos. Independentemente de qualquer programa de manutenção, falhas são eventos que são possíveis de acontecer em qualquer sistema de tal natureza. Num ambiente ideal, o funcionamento de todos os componentes poderia ser monitorado com o objetivo de detectar as falhas prematuras, mas devido ao custo envolvido, isso se torna inviável. Neste sentido surge o desafio de detectar as falhas a partir da observação do contexto do funcionamento do processo, mediante a monitoração de alguns parâmetros, em geral de fácil acesso, e tomando em consideração manifestações (sintomas) das falhas de um ponto de vista qualitativo. O presente trabalho propõe a utilização de redes Bayesianas para o diagnóstico de falhas em sistemas flexíveis de manufatura. As redes Bayesianas constituem uma ferramenta útil para a representação das relações que existem entre as causas (componentes em estado de falha) e os sintomas (observações anormais do processo). A partir deste modelo, inferências podem ser feitas para o diagnóstico do sistema.Por outro lado, nos últimos anos a rede de Petri tem sido utilizada exitosamente na representação dos aspectos de controle de sistemas produtivos e particularmente de sistemas de manufatura e, desta forma, considera-se aqui tal ferramenta para a modelagem do sistema não só em condições normais de funcionamento como também para a representação do tratamento de falhas, no contexto de um sistema tolerante a anomalias do processo. Especial ênfase é dada à estruturação de uma metodologia que permita a concepção de um procedimento eficaz para a construção de modelos de controle. / The objective of the present work is the construction of models proper for the easy implementation of flexible manufacturing control systems able to handle not only with normal behavioral conditions, but with abnormal (or faulty) behavior as well. A fault is defined as a deviation of at least one system property that drives the system into an error state. An error is defined as an uncommon behavior, not expected from the system functionalities. Flexible manufacturing systems are systems that execute multiple processes for the production of several items in several ways. A process is a sequence of certain transformation tasks that require a set of resources shared simultaneously by multiple processes. In this sense, flexible manufacturing systems are constituted of a relatively great number of devices, machines, equipments and human operators that work together manipulating great quantities of information and materials. This work is usually performed in aggressive environments. So, independent of any maintenance program, faults are events that cannot be totally avoided. In an ideal environment, the monitoring of all components is the way to avoid faults. Nevertheless, due to the cost involved, this is an impossible task. In this context, there is a challenge to properly detect faults from the observation of the systems context, through the monitoring and observation of some parameters in general easy to access, including also qualitative information from operators. In the present work, it is proposed the use of Bayesian networks for the fault diagnosis in flexible manufacturing systems. Bayesian networks constitute a useful tool for the modeling of the causal relation between the causes (faulty components) and the symptoms (manifestations). Based on this model, inference can be done for the system diagnosis task. Additionally, in the last years Petri net has been successfully used for the modeling of control systems of productive systems and particularly, manufacturing control systems. In this work, beyond the use of Petri net for the modeling of normal situations of the system, Petri net is used for the modeling of the fault treatment techniques. This drives the system tolerance to faults. Especial emphasis is laid into methodological issues that allows for the structuration of a systematic procedure proper for the modeling and construction of control systems.

Dentre as tendências de uso racional de recursos, principalmente energia, e da necessidade de assegurar a produtividade e qualidade na execução de atividades produtivas, destaca-se o conceito de edifício inteligente. Este ambiente materializa o conceito de integração dos sistemas prediais potencializando a otimização dos recursos e a eficiência do trabalho humano. Neste contexto, abordagens conceituais baseadas em sistemas a eventos discretos e técnicas derivadas de rede de Petri têm sido introduzidas como uma alternativa eficaz de modelagem e análise das soluções de integração dos sistemas prediais. Um resultado expressivo destas iniciativas são os métodos propostos para a modelagem e análise de estratégias de gerenciamento de sistemas de ar condicionado, utilizando uma abordagem híbrida, onde são considerados os aspectos de sistemas a eventos discretos e as variáveis de dinâmica contínua. Contudo, as abordagens e métodos existentes são limitados a soluções específicas de implementação, como os sistemas de ar condicionado com volume de ar contínuo. Assim, o presente trabalho introduz uma extensão destas abordagens para modelar e analisar soluções de automação predial que incluem sistemas de ar condicionado com volume de ar variável. A eficiência deste método na concepção e validação destas soluções é ilustrada através de um estudo de caso. / Among the trends of rational use of resources, especially energy, and the need to ensure productivity and quality in the implementation of productive activities, there is the concept of intelligent building. This environment materializes the concept of integrating building systems, powering the optimization of resources and the efficiency of human labor. In this context, conceptual approaches that are based on systems of discreet events and techniques, which are derived from the Petri nets, have been introduced as an effective alternative to modeling and analysis of solutions of building systems integration. A significant result of these initiatives are the proposed methods for modeling and the analysis of strategies for air conditioning systems management using a hybrid approach where the aspects of systems of discreet events and the variables of continuing dynamic are considered. However, the existing methods and approaches are limited to their specific implementation solutions, such as air conditioning systems with continuous volume of air. Thus, this work introduces an extension of these approaches to model and analyze the building automation solutions that include air conditioning systems with variable volume of air. The efficiency of this method in the design and validation of these solutions is illustrated through a case study.

A globalização reforça a necessidade das empresas aprimorarem seus processos e produtos continuamente para se manterem competitivas e atenderem às expectativas de um mercado dinâmico e de acionistas cada vez mais exigentes, que buscam maximizar seus lucros. A melhoria contínua acima mencionada não se refere apenas à qualidade percebida pelo consumidor final, mas também à qualidade e confiabilidade dos processos de produção. Desta forma, quando as empresas têm melhores processos, melhores são os produtos originados e também os seus custos. Porém, a questão é como esses processos são modelados na fase de projeto e como ferramentas de qualidade, sobretudo o Seis Sigma metodologia mais em voga na atualidade podem utilizar tais modelos para obter melhores resultados. Essa dissertação propõe a utilização de ferramentas de modelagem e simulação tais como as Redes de Petri para modelagem de processos produtivos fornecem um modelo formal para a representação de sistemas de produção, capturando aspectos inerentes a tais sistemas como concorrência, paralelismo e sincronização suportando a aplicação da metodologia Seis Sigma, a qual geralmente atua somente no nível de melhoria do processo produtivo e não do projeto que o originou. Dessa forma, essa dissertação trás uma proposta de integração entre os times que projetam o processo e os que executam a produção, demonstrando tal viabilidade por meio da análise dos projetos/modelos durante a aplicação da metodologia Seis Sigma. É realizado um estudo de caso na estamparia de uma indústria automotiva que ilustra a aplicação da metodologia proposta. / The globalization strengthens the necessity for companies to improve its processes and products in order to remains competitive and to attend expectations of a dynamic market and shareholders each time more demanding and eager to maximize their profits. The continuous improvement mentioned above, is not related only to the quality perceived by the final consumer, but also to the quality and reliability of the production processes. Therefore, as better processe the company gets, as better would be their final products and as lower would be the costs. However, the question is wheter a continuous improvement using Six Sigma could benefit from the design documentation for the target process returning also an improved documentation after the cycle is completed. This work considers the use of Petri Nets for production processes modeling - even if any other design and modeling representation would return similar results - supporting the Six Sigma methodology application. The main result is a proposition of continuous improvement life cycle that maintains the design documentation consistent and up-to-date. Thus, this work pursuits the integration between the teams that design processes and those who implement them in the manufacturing plant. To show the potential of the models analysis during Six Sigma projects a case study is analyzed for the Press Shop area in an Automotive Industry.

Neste trabalho e proposta a abordagem TempER-Tr, uma técnica de modelagem conceitual, fundamentada em rede de Petri, que integra a especificação das propriedades dinâmicas de um sistema a um modelo de dados temporal do tipo entidade relacionamento. Um modelo ou esquema conceitual descreve as propriedades identificadas de um sistema a ser desenvolvido. Estas propriedades podem ser classificadas em propriedades estáticas e propriedades dinâmicas As propriedades estáticas descrevem os estados que o sistema pode alcançar, enquanto que as propriedades dinâmicas descrevem as transições entre estes estados. A modelagem conceitual das propriedades estáticas é normalmente conhecida como modelagem de dados. A modelagem das propriedades dinâmicas é denominada de modelagem funcional ou comportamental. Mais especificamente, o modelo TempER-Tr é uma extensão de um trabalho anterior, conhecido como ER-Tr. No modelo ER-Tr, para descrever as propriedades estáticas de um sistema utiliza-se o modelo entidade-relacionamento convencional. No modelo TempER-Tr passa-se a adotar um modelo entidade-relacionamento temporal. Aliado a isto, uma nova linguagem de anotação, baseada em SQL, com mais poder de expressão é proposta. O modelo entidade-relacionamento convencional não possui dispositivos de modelagem capazes de especificar restrições que envolvam a associação dos objetos com o tempo, exigindo que isto se faca ao nível da modelagem das propriedades dinâmicas. Em um modelo entidade-relacionamento convencional, os conjuntos de entidades e relacionamentos apresentam apenas duas dimensões: a primeira refere-se as instâncias (linhas) e a segunda aos atributos (colunas). Em uma abordagem entidade relacionamento temporal, uma nova dimensão e acrescentada: o eixo temporal, possibilitando que as restrições temporais decorrentes da associação entre os objetos possam ser especificadas ao nível do modelo estático. Um requisito importante a ser preenchido por um modelo de dados temporal é permitir que em um mesmo diagrama seja possível associar objetos (entidades, relacionamentos ou atributos) temporalizados com objetos não temporalizados. lsto porque em sistemas de informação alguns dados precisam ser explicitamente referenciados ao tempo e outros não, ou porque não mudam com o tempo, ou porque é irrelevante ao usuário saber quando os fatos ocorreram. O modelo de dados temporal proposto neste trabalho, denominado TempER, pressupõe que todas as entidades, sejam elas temporalizadas ou não temporalizadas, apresentam uma "existência", ou seja, uma validade temporal. No caso das entidades temporalizadas esta existência é um subconjunto de pontos do eixo temporal. Em virtude disto são chamadas de entidades transitórias. Em relação as entidades não temporalizadas, e assumido que "existem sempre", ou seja, a sua validade temporal é constante, implícita e igual a todo o eixo temporal. Por isto são denominadas entidades perenes. Tanto as entidades transitórias quanto as entidades perenes, são focalizadas pelo modelo TempER através de duas perspectivas: uma intemporal e outra temporal. Através da perspectiva intemporal as entidades apresentam duas dimensões, semelhança do que ocorre em um modelo entidade-relacionamento convencional. Através da perspectiva temporal as entidades apresentam três dimensões, as duas convencionais e mais o tempo. Enquanto que o modelo de dados temporal descreve as propriedades estáticas de um sistema, o modelo comportamental, a outra face da abordagem TempER-Tr, focaliza as transações executadas no interior do sistema, em resposta a eventos que ocorrem no ambiente externo. Estas transações, quando efetivadas, provocam mudanças de estados no sistema. Entretanto, para estarem habilitadas a ocorrer, é necessário que um determinado conjunto de restrições dinâmicas sejam atendidas, o que se configura em um comportamento análogo ao de uma rede de Petri. O modelo TempER-Tr é completamente mapeável, inclusive o modelo de dados temporal, para a rede CEM, um tipo de rede de Petri de alto nível. Isto permite que a sua semântica seja formalmente especificada e possibilita o aproveitamento das características das redes de Petri. / This dissertation presents TempER-Tr approach. TempER-Tr is a conceptual modeling technique based on Petri nets that integrates the specification of the dynamic properties of system to a temporal entity-relationship data model. A model or conceptual schema describes the identified properties of a system. These properties can be classified into static and dynamic properties. The static properties describe the states that the system can reach, while the dynamic properties describe the transitions between the states. The conceptual modeling of the static properties is usually known as data modeling, while behavioral or functional modeling deals with dynamic properties. The TempER-Tr model is an extension of a model known as ER-Tr. In the ER-Tr model, the conventional entity-relationship model is used to describe the static properties of a system. In the TempER-Tr model, it is adopted a kind of temporal entityrelationship model. In addition, a new notation language is proposed, based on SQL, with more expression power. The conventional entity-relationship model doesn't provide tools to specify constraints that involve the association of objects with the time dimension, requiring that this have to be done at the dynamic properties modeling level. At the conventional entityrelationship model the entities and relationships sets present just two dimensions: the first one is related to the instance (lines) and the second to the attributes (columns). At a temporal entity-relationship approach, a new dimension is added: the time line. This way, the temporal constraints can be specified at the level of the static diagrams. An important requirement to be supplied by any temporal data model is the possibility to relate, into the same diagram, time-varying objects with time-invarying objects. This is due to the fact that in information systems some data need to be explicitly related to time and others don't, either because they don't change with time, or because users don't need to know when the facts occurred. • The temporal data model proposed in this work, nominated TempER, presupposes that all entities, being them time-varying or time-invarying, have an "existence", or a temporal validity. At the time-varying entities, named transitory entities, this existence is a subset of points from the time line. In time-invarying entities, named perennial entities, it is assumed that they "always exist", i.e., their temporal validity is constant, implicit, and equal to all points of the time line. Transitory entities, as much as perennial entities, are focused by the TempER model through two perspectives: a temporal perspective and a non-temporal perspective. Through the non-temporal perspective the entities present two dimensions - lines and columns - similar to a conventional entity-relationship model. Through the temporal perspective the entities present three dimensions: the two conventional dimensions and, in addition, the time dimension. While the temporal data model describes the static properties of a system, the behavioral model in the TempER-Tr approach focus the transactions that are executed by the system, in response to the events that occur at the external environment. A certain set of dynamic constraints must be attended so that transactions are enable to occur. This configures a behavior similar to a Petri net. The TempER-Tr model is completely mappeable, inclusive the temporal data model, to the CEM net, a kind of high level Petri net. This way, the semantic of TempER-Tr model is formally specified. In addition, the utilization of the characteristics of Petri nets is possible.

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-03-11T15:42:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) jrmn_dissertacao_v.final_biblioteca.pdf: 4430943 bytes, checksum: 6417f221e28ed4c7dfe23d929b24fe60 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-11T15:42:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) jrmn_dissertacao_v.final_biblioteca.pdf: 4430943 bytes, checksum: 6417f221e28ed4c7dfe23d929b24fe60 (MD5) Previous issue date: 2015-08-03 / FACEPE / É notável a propagação de dispositivos móveis inteligentes em todo o mundo. Em 2016, espera-se que o número de smartphones supere os 2 bilhões. A entrada desses aparelhos no mercado têm mudado o estilo de vida das pessoas, oferecendo soluções com mais facilidade e praticidade, como por exemplo, a realização de transações bancárias. A variedade e facilidade de acesso aos serviços oferecidos pelos mesmos têm ajudado nesta mudança. Além disso, o número de aplicativos nos marketplaces para satisfazer as mais diferentes necessidades dos usuários tem aumentado bastante. Por estes motivos, as aplicações móveis têm ganhado cada vez mais destaque na indústria de Tecnologia da Informação e Comunicação (TIC). Contudo, apesar da evolução da computação móvel na última década, a tecnologia das baterias desses dispositivos não evoluíram na mesma velocidade. Sendo, portanto, o curto tempo de vida das baterias uma das maiores preocupações entre fabricantes de hardware e software para dispositivos móveis. É comum o uso de modelos analíticos para analisar o comportamento dos sistemas. Modelos formais como cadeias de Markov e redes de Petri são bastante utilizadas com esse propósito. Estes tipos de modelos tem fundamentação matemática sólida, e portanto, são eficientes para realização de análises quantitativas e verificação de propriedades dos sistemas representados. Entretanto, sua construção requer conhecimento especializado por parte dos projetistas de sistemas. Por outro lado, modelos semiformais, como System Modelling Language (SysML) e Unified Model Language (UML), possuem uma notação mais flexível e são bastante difundidos no mercado. Contudo, esses modelos semiformais, por não possuírem uma fundamentação formal rígida, não oferecem suporte para o desenvolvimento de técnicas para análises numéricas e verificações de propriedades. Dessa forma, torna-se interessante a combinação do uso de modelos formais e modelos semiformais. Nesse contexto, este trabalho propõe uma abordagem para avaliação de métricas de desempenho, consumo de energia e disponibilidade de aplicações móveis utilizando modelos estocásticos. Para facilitar a construção destes modelos, a abordagem proposta adota a criação de regras de mapeamento, para obtenção de Redes de Petri stocásticas e Determinísticas (DSPNs) a partir de diagramas da SysML. Desta forma, projetistas que possuem pouco conhecimento em modelagem estocástica podem realizar análises relacionadas ao desempenho e consumo de energia de aplicações móveis de forma rápida e menos custosa que o desenvolvimento de protótipos, ainda na fase de planejamento do projeto. Por fim, são apresentados estudos de casos que demonstram a aplicabilidade da abordagem. / It is remarkable smart mobile devices spread around the world. In 2016, it is expected that the number of smartphones exceeds 2 billion. These devices entrace on the market have changed the people lifestyle, offering solutions with more ease and practicality, for example, conducting banking transactions. The variety and easy access to services offered by them have helped this change. Also, the number of applications in the marketplaces to meet the many different users needs has greatly increased. For these reasons, mobile applications have gained more prominence in the Information and Communication Technology (ICT) industry. However, despite the mobile computing progress in the last decade, the battery technology of these devices have not evolved at the same speed. It is, therefore, the short lifetime of batteries a major concern between hardware and software manufacturers to mobile devices. Analytical models are usually used to analyze the systems behavior. Formal models as Markov chains and Petri nets are widely used for this purpose. These types of models have a solid mathematical basis, and therefore, are effective in carrying out quantitative analyzes and verification systems properties. Nevertheless, their construction requires specialized knowledge by the system designers. Moreover, semiformal models, such as System Modelling Language (SysML) and Unified Model Language (UML) have a more flexible notation and are fairly widespread in the market. Meanwhile, these semi-formal models, for not having a rigid formal basis, do not support techniques for numerical analysis and property checks. Therefore, it becomes interesting to use the combination of formal and semi-formal models. In this context, this work proposes an approach to evaluation performance, power consumption and availability metrics of mobile applications using stochastic models. In order to facilitate construction of such models, the proposed approach adopts the creation of mapping rules for obtaining Stochastic Petri Nets and deterministic (DSPNs) from SysML diagrams. In this way, designers who have little knowledge in stochastic modeling can perform analyzes related to the performance and power consumption in mobile applications quickly and less costly to develop prototypes, still in the project planning phase. Finally, case studies are presented to demonstrate the approach applicability.

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:00:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6285_1.pdf: 1527923 bytes, checksum: 78d4cb768e2160db1bd4ea015fdefa03 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Sistema Embarcado ¶e um sistema computacional projetado para uma fun»c~ao dedicada. Geralmente, este sistema executa uma tarefa espec¶³¯ca dentre um conjunto maior de tarefas, e possui particularidades tanto de hardware quanto de software. Os Sistemas Embarcados est~ao presentes no cotidiano sob diferentes formas e com diferentes objetivos. Geralmente possuem uma s¶erie de restri»c~oes, tais como: dimens~oes das mem¶orias, fonte de energia, baixa velocidade de processamento, dentre outras. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo em Redes de Petri de desem- penho e energias para c¶odigos ANSI-C, considerando um processador de uma plataforma embarcada espec¶³¯ca, com o objetivo de estimar o consumo de energia. A linguagem ANSI-C, como c¶odigo de Sistemas Embarcados, foi escolhida por ser uma das mais utilizadas no desenvolvimento destes sistemas. Redes de Petri Temporizadas permitem a modelagem e especi¯ca»c~ao de sistemas paralelos e distribu¶³dos e, ao mesmo tempo, prov^eem o formalismo matem¶atico necess¶ario para uma avalia»c~ao de desempenho. Neste trabalho, o modelo Redes de Petri Temporizada ¶e anotado com informa»c~ao de consumo de energia, o que originou a Power Petri Net. Este trabalho contribui tamb¶em com a implementa»c~ao de um simulador estoc¶astico para avalia»c~ao de desempenho e de um ambiente computacional no qual s~ao realizadas as estimativas. Esse ambiente ¶e formado pelo tradutor de c¶odigo ANSI-C para Redes de Petri no formato PNML [1], padr~ao XML para descri»c~ao de Redes de Petri, simulador estoc¶astico e extens~ao do ambiente EzPetri [2]. Como o modelo apresentado, b¶asico, pode ser estendido em outros trabalhos ¶e caracterizada a forma»c~ao de um framework. Para valida»c~ao do m¶etodo proposto, foi utilizado um c¶odigo de avalia»c~ao, benchmark, PowerStone [3] desenvolvido para explorar o sistema sob diferentes aspectos de consumo de energia

O gerenciamento de projetos assume um papel cada vez mais importante nas atividades empresariais. Os projetos têm papel importante na sobrevivência da empresa. Assim, uma sistemática eficiente para o gerenciamento de seus projetos atenderá aos padrões do mercado na questão de custos e prazo. A eficiência dos sistemas produtivos também tem grande importância. Neste cenário as empresas devem possuir uma sistemática eficiente para a otimização do sistema produtivo a fim de obter-se um sistema eficaz. O presente trabalho traz duas propostas para melhoria destes problemas, o primeiro é o desenvolvimento de uma metodologia para gerenciamento de projetos e o segundo uma metodologia de otimização do sistema produtivo utilizando Redes de Petri auxiliado por simulação discreta. Para comprovar a eficácia destas propostas, um estudo de caso foi realizado em uma empresa. / The management of projects assumes a role nowadays each more important time in the enterprise activities. In manufacture companies who work in an environment under order, the projects have important paper in the survival of the company. Thus, these companies must possess an efficient systematics for the management of its projects, in order to take care of to the standards, each limited time more, of cost, stated period and quality of its customers. The efficiency of the productive systems also has great importance in the activities entrepreneurs now a day. The companies who do not present efficient a productive system do not obtain to compete in equality in this globalizado world, in this scene the companies must possess an efficient systematics for the optimization and the simulation of the productive system in order to arrive at an efficient system. The present work brings two proposals for improvement of these problems, the first one is developing of a methodology for management of projects and as a methodology of optimization of the productive system using nets of Petri assisted for discrete simulation, and to prove the effectiveness of these proposals a case study it was elaborated in a company in order to get itself resulted for the evidence of the elaborated proposals.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Na conjuntura atual à possÃvel observar o grave problema de escassez energÃtica com o qual a humanidade se depara. Os derivados de petrÃleo estarÃo se exaurindo nas prÃximas dÃcadas e o tempo geolÃgico necessÃrio para a revitalizaÃÃo do estoque desta energia fÃssil a inviabiliza no longo prazo. Neste contexto, a busca por fontes renovÃveis de energia, como, por exemplo, o biodiesel, torna-se de suma importÃncia. Diversas oleaginosas podem ser empregadas para a produÃÃo de biodiesel, dentre as quais pode ser destacada a mamona. O agronegÃcio da mamona constitui-se numa cadeia produtiva complexa, tornando necessÃrios esforÃos dirigidos para a estruturaÃÃo desta cadeia ainda incipiente. Sistemas a Eventos Discretos (SED) vÃm sendo amplamente utilizados na modelagem de cadeias produtivas, apoiando o processo de planejamento e de gerenciamento de tais sistemas. Dentre as tÃcnicas de modelagem de SED, as redes de Petri destacam-se por propiciarem uma representaÃÃo compacta de um sistema e por permitirem a sua simulaÃÃo e anÃlise. O controle supervisÃrio de SED consiste em sintetizar um supervisor que coordene as atividades de subsistemas de modo que o sistema geral satisfaÃa um conjunto de especificaÃÃes. O objetivo geral deste trabalho foi elaborar um modelo, baseado em redes de Petri, que permitisse o controle supervisÃrio da Cadeia Produtiva do Biodiesel da Mamona (CP/BDMA), com vistas a garantir sua efetividade. Foi desenvolvido um novo mÃtodo de controle supervisÃrio baseado em redes de Petri coloridas, denominado RestriÃÃes de Controle sobre Cores Decompostas (RCCD), sendo tambÃm proposta uma arquitetura para o controle supervisÃrio em sistemas logÃsticos. Idealizou-se um modelo teÃrico da CP/BDMA no qual foi possÃvel ressaltar a importÃncia da coordenaÃÃo de atividades logÃsticas no Ãmbito da cadeia. Foram estabelecidas especificaÃÃes funcionais para o sistema e, em seguida, efetuou-se a avaliaÃÃo do seu desempenho, com base no tempo de ciclo, atravÃs da simulaÃÃo de diversos cenÃrios operacionais. Como conclusÃes, pode-se ressaltar que o mÃtodo RCCD constitui-se em uma eficiente abordagem para o controle de SED, que a modelagem proposta permitiu uma maior compreensÃo acerca do sistema em estudo e que o controle supervisÃrio à uma tÃcnica que pode subsidiar o processo de tomada de decisÃo no Ãmbito CP/BDMA, sendo tambÃm aplicÃvel a outras cadeias produtivas agroindustriais / Nowadays many countries present critical problems related to energy demand-supply equilibrium. The reserves of petroleum-based products are unable to face future demand for the next decades. So, the search for alternative sources of energy has been strongly directed to biodiesel. Several fruit oils can be used as a source for biodiesel production and the castor bean is an example. The castor bean agribusiness is a complex commodity chain, making necessary researches for the conception of this incipient chain. Discrete Event Systems (DES) are largely used in the modeling of commodity chains, aiding the planning and the manage of these systems. Among the DES modeling techniques, the Petri nets stands out for as making a easier a compact representation of a system and for permitting its simulation and analysis. The supervisory control aims for synthesize a supervisor that coordinate the activities of the subsystems in order to satisfy a set of specifications in a general system. The general purpose of this work was create a model, based on Petri nets, that permit the supervisory control of Castor Bean Biodiesel Supply Chain (CBB/SC) in order to guarantee its efficiency and efficacy. It was developed a new method for the supervisory control based on colored Petri nets, called Constraints of Control on Decomposed Colors (CCDC). Also, it was proposed a new framework for the supervisory control in logistics systems. Functional specifications were established for found the system which had its performance evaluated, based on the lead time, through simulation of several operational scenarios. As conclusion, it seems clear that the CCDC method is a consistent approach for DES control, the proposed model helps in a better comprehension about the system in analysis and the supervisory control is a theory that can aid the decision making process in similar chains as CBB/SC

Made available in DSpace on 2015-04-11T14:03:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO MARCELO.pdf: 1313111 bytes, checksum: ddf9a22433355413e807d3bd27951a01 (MD5) Previous issue date: 2008-12-15 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Embedded systems have undeniable relevance in modern society. They have temporal constraints (as long as they are real time ones), power consumption management, size, weight, etc which make their design more complex than the design of their desktop peers. Given the huge number of requirements of all kinds, the high complexity of embedded software as well as the big possibilities of critical damages in case of flaws and, at last, the even bigger pressure of market for new products faster, it make necessary methods which can assure correct, fast but intuitive specification and conception of designs. Considering this, this work aims to provide a method which contribute to the state of art. The goal of the proposed method is to provide an approach which gather an specification of an embedded software in a semi-formal, object-oriented and Industry-accepted notation, which is Unified Modeling (UML), specifically their Sequence Diagram notation which is able to capture dynamic aspects of a system and a mecanism of translation of this notation into a formal one, called SMV, apropriate for being used by the SMV model checker. The goal of the method is also provide an translation scheme of the sequence diagrams into another formal notation, the so called Petri Nets notations. Petri Net notation is well suited to formal verification. Finally, the goal of the method is to provide a mechanism of translation of high level properties queries into formal notation CTL. Property queries are only qualitative. All these functionalities are implemented in a tool called Ambiente de Verificação Formal de Software Embarcado. / Os sistemas embarcados possuem inegável importância na sociedade atual. Eles possuem restrições temporais (quando são de tempo real), de gerência de consumo de energia, tamanho, peso etc que tornam o seu projeto e concepção mais complexos do que os sistemas convencionais. Dado o grande número de requisitos de todos os tipos, a alta complexidade dos softwares embarcados desenvolvidos bem como a grande possibilidade de catástrofes significativas em caso de falha e por fim a grande pressão de mercado por produtos cada vez mais rápido, fazem-se necessários métodos que possam assegurar uma correta, rápida porém intuitiva especificação e concepção dos projetos. Diante disso, o presente trabalho visa prover um método que acrescente ao atual estado da arte. O objetivo do método então é prover uma abordagem que colete uma especificação de software embarcado em uma notação semi-formal, orientada a objetos e amplamente aceita pela Indústria, que é a Unified Modeling Language (UML), especificamente com seu Diagrama de Sequência, o qual é apto para capturar os aspectos dinâmicos de um sistema e um mecanismo de tradução dessa notação para a notação formal SMV, apta a ser utilizada pelo model checker de mesmo nome. O objetivo do método é prover também um esquema de tradução dos diagramas de sequência em UML para uma notação formal, no caso a notação de Redes de Petri, o qual é adequada para verificação formal, gerando saídas de arquivos nos formatos APNN e PNML. O formato APNN é adequado para ser usado no Model Checking Kit (MCK). Por fim, prover um esquema de tradução consultas de propriedade em alto nível para o formato de CTL puro adequado para ser usado no MCK e um programa em SMV e sua especificação 7 em CTL, formatos aptos a serem usados no model checker SMV. A verificação de propriedades é apenas qualitativa, isto é, que verificará apenas propriedades de execução do software embarcado, em oposição às propriedades quantitativas de tempo por exemplo, comuns em softwares de tempo-real. Todas essas funcionalidades são realizadas por uma ferramenta, chamada Ambiente de Verificação Formal de Software Embarcado.

Os modernos sistemas de mediÃÃo, proteÃÃo, comando, controle e supervisÃo (MPCCS) tÃm contribuÃdo de forma significativa para o aumento da seguranÃa, confiabilidade e continuidade de serviÃo dos sistemas elÃtricos de potÃncia. O sistema de proteÃÃo à parte relevante desse sistema multifuncional, o qual tem como objetivo principal manter a integridade do sistema elÃtrico quando submetido a um distÃrbio, garantindo a seguranÃa de pessoas e assegurando a continuidade de serviÃo da porÃÃo nÃo envolvida no problema. Para tanto, o sistema de proteÃÃo deve atender a alguns requisitos bÃsicos tais como: boa seletividade e coordenaÃÃo, rapidez na atuaÃÃo, sensibilidade para proteger a maior zona de proteÃÃo possÃvel e confiabilidade. No sistema de proteÃÃo, um componente assume uma posiÃÃo de destaque: o relà de proteÃÃo digital. à neste componente que sÃo configurados os ajustes necessÃrios para o correto funcionamento do esquema de proteÃÃo de um dado sistema elÃtrico. Os relÃs de proteÃÃo digitais sÃo equipamentos multifuncionais, que possuem diversas funÃÃes de proteÃÃo, mediÃÃo de grandezas elÃtricas, registros oscilogrÃficos, supervisÃo, controle e comunicaÃÃo. AlÃm de todos estes recursos, os relÃs digitais dispÃem de mÃltiplos grupos de ajustes que podem ser previamente configurados conforme necessidade operacional. A mudanÃa de grupo de ajuste de um relà à um recurso amplamente utilizado pelas Ãreas de proteÃÃo das empresas do setor elÃtrico, possibilitando uma otimizaÃÃo do ajuste do sistema de proteÃÃo, compatibilizando-o Ãs diversas topologias assumidas pelo sistema elÃtrico apÃs uma falta ou retirada intencional de algum componente da rede. Atualmente este procedimento à realizado de forma manual, tornando-o vulnerÃvel à falha humana, podendo ter como consequÃncia desligamentos de grandes blocos de carga por falha de coordenaÃÃo, com graves prejuÃzos para os indicadores da qualidade de serviÃo de duraÃÃo e frequÃncia de interrupÃÃo, DEC e FEC, e para a imagem da empresa. Neste trabalho à apresentado um sistema, baseado em Redes de Petri Coloridas, capaz de realizar a mudanÃa automÃtica entre grupos de ajustes de um sistema de proteÃÃo a partir da mudanÃa de topologia do sistema elÃtrico. O sistema desenvolvido monitora a topologia da rede elÃtrica, em tempo real, a partir das informaÃÃes de estado dos disjuntores. Para qualquer alteraÃÃo na configuraÃÃo da rede elÃtrica, que caracterize necessidade de alteraÃÃo no sistema de proteÃÃo, automaticamente sÃo enviados sinais de comando para os relÃs, alterando os grupos de ajustes ativos de um conjunto predefinido, de modo a se obter a melhor graduaÃÃo de proteÃÃo possÃvel para a porÃÃo correspondente do sistema elÃtrico afetado pela alteraÃÃo de topologia. / The modern systems of measurement, protection, command, control and supervision (MPCCS) have contributed in a meaningful way to increase the security and reliability of the power systems. The most important part of this multifunctional system is the protection system, which has as the main goal to maintain the power system integrity when it is under a disturbance, assuring the peopleâs safety as well as the continuation of the services to the part of the system not involved in the disturbance. For this, the protection system must fulfill some basic requirements such as: proper selectivity and coordination, prompt response, sensitivity to protect the largest zone as possible and reliability. In a system protection, one component takes on a prominent position, given its functional importance: the digital protection relay. It is in this device where the necessary adjustments are configured for proper operation of the protection scheme of a given electrical power system. The digital relays are devices that have several protection functions, with multiple levels of settings, measurements, oscillography, supervision, control and communication. Besides all these features, the digital relays have multiple groups of settings that can be previously configured and switched among them, according to operational needs. The changing of setting group in a relay is a very important resource at a protection system, extensively used by protection sectors of companies in the power sector, allowing the optimization of the protection system setting, making it compatible to a new topology taken on by the system after a fault or an intentional removal of some system component. Nowadays this procedure is performed manually, making it vulnerable to human errors that might occur as a consequence of an outage, with serious effect in the system performance indices. In this sense this work presents a system, based on Colored Petri Nets, able to automatically change the setting groups of a protection system when the power network topology changes. This system monitors in real time the status of the circuit breakers in order to take the decision whether a meaningful change in the network topology has taken place. If so, a command is automatically sent to the relays to change the active group setting so as to maintain a suitable coordination of the protection system.