Este trabalho propõe desenvolver um projeto de controle de um sistema de geração de vapor composto por múltiplas caldeiras que contemple a otimização do consumo de combustível do sistema. Para atingir este objetivo, deve-se combinar um controle regulatório eficiente de uma caldeira e um mecanismo divisor de carga eficiente para que cada caldeira opere com a confiabilidade normalmente requerida, aliado a um ponto ótimo de consumo de combustível. Esta dissertação apresenta: a modelagem dinâmica de uma caldeira aquatubular industrial; a implementação computacional do modelo dinâmico de uma caldeira aquatubular em Matlab; o projeto de controle de uma caldeira aquatubular no sistema de automação 800xA envolvendo a definição de estratégias de controle, a comunicação do sistema de automação com o modelo da planta no Matlab, uma avaliação sobre algumas técnicas de sintonia, bem como a sua simulação dinâmica e resultados; o problema de otimização para minimização do consumo de total de combustível de um sistema de geração de vapor com múltiplas caldeiras, bem como a avaliação de sua resolução com modelagem por uma abordagem de Programação Linear Inteira Mista; e o projeto de controle de um sistema com múltiplas caldeiras, envolvendo também a simulação dinâmica. Com base nos experimentos simulados considerou-se que a estratégia de controle proposta neste trabalho tem desempenho satisfatório, principalmente pelo fato de que a inclusão do bloco divisor de carga não acarretou prejuízo na característica de rejeição de perturbações, o que encoraja estudos posteriores com o objetivo de se ter uma utilização prática. / This study proposes to develop a control project for a multiple boilers steam generation system that includes fuel optimization. To achieve that, it must combine an efficient boiler regulatory control and an efficient mechanism for load allocation to each boiler in order to operate with normally required reliability and combined with optimum fuel consumption. This dissertation presents: dynamic modeling of an industrial watertube boiler; computational implementation of the dynamic watertube Boiler model in Matlab, the control design of a watertube Boiler in 800xA automation system involving the definition of control strategies, communication of the 800xA automation system with the plant model in Matlab, an evaluation of some techniques for PID tuning including dynamic simulation results, the optimization problem to minimize the total fuel consumption of a multiple boilers steam generation system, as well as the assessment of their resolution with Mixed Integer Linear Programming modeling approach, and control design of a multiple boilers system, also involving dynamic simulation. Based on simulated experiments it was found that the control strategy proposed in this work has satisfactory performance, mainly because of the inclusion of the divider block load did not affect the rejection of disturbances characteristic, which encourages further studies with objective of practical use.

Os ensaios laboratoriais para avaliação técnica ou estudo de material de irrigação envolvem a medição de diversas grandezas, bem como o monitoramento e controle das condições de ensaio. Qualquer sistema de medição e controle naturalmente apresenta instabilidades que podem afetar a qualidade dos resultados de ensaio, implicando em aumento da incerteza no processo de medição. A implementação do Controle Estatístico de Qualidade pode ser promissora para detecção de causas externas de variação, avaliação da variação máxima permitida aos dados de um processo e discriminação das principais componentes de variabilidade de um sistema de medição. Nesse sentido, considerando a hipótese de possibilidade de aprimoramento da qualidade dos resultados de ensaios, a presente pesquisa teve por objetivo utilizar técnicas de controle estatístico de qualidade e análise de sistemas de medição para avaliar o grau de adequação de bancadas de ensaio de emissores de microirrigação, aperfeiçoar os sistemas de medição e controle adotados nas bancadas e diagnosticar a porcentagem de contribuição dos fatores inerentes aos sistemas de medição e controle na variabilidade total das medidas de vazão em ensaios de uniformidade. A pesquisa foi conduzida no Laboratório de Ensaios de Material de Irrigação (LEMI/INCTEI/ ESALQ/USP). Foram elaborados gráficos de controle de Shewhart, média móvel exponencialmente ponderada (MMEP), além de índices de capacidade para o processo de medição da pressão de ensaio, monitoramento de temperatura da água e vazão, consideradas como as variáveis características da qualidade para ensaios de determinação das curvas de vazão em função da pressão de entrada e uniformidade de vazão de emissores de microaspersão e gotejamento. Além disso, realizou-se estudo de repetitividade e reprodutibilidade (Gage RR) do sistema de medição da vazão, para o qual foram utilizadas 10 repetições, sob três turnos de trabalho (manhã, tarde e noite), com 13 emissores na bancada de microaspersão e 25 emissores na bancada de gotejamento. Não houve influência do turno de trabalho nas medidas de vazão obtidas e o aprimoramento do processo de ajuste da pressão de ensaio pela implantação de um controlador proporcional integrativo-derivativo (PID) ao ensaio de microaspersores foi suficientemente detectado pela aplicação dos gráficos de controle. A pressão e temperatura da água se mantiveram estáveis durante cada ensaio, e não foram identificadas causas não aleatórias de variabilidade na rotina de ensaios. O processo de controle e medição da pressão, para as duas bancadas, foi classificado como\"excelente\" quanto ao desempenho e capacidade de se manter entre os limites de especificação e centralização em relação ao valor de referência (alvo desejado). Como esperado, a variabilidade entre emissores foi a componente de maior contribuição na variância total da vazão, correspondendo a 95,47% e 96,77% para microaspersão e gotejamento, respectivamente. A repetitividade e reprodutibilidade do sistema de medição de vazão (Gage RR) foi \"aceitável\" para as duas bancadas, com as respectivas contribuições de 4,53% e 3,23%, em relação à variância total, associados às incertezas do Gage RR. / Laboratory tests for technical evaluation or irrigation material testing involve the measurement of various greatnesses, as well as monitoring and control of test conditions. Any measurement and control system naturally presents instabilities that can affect the quality of the test results, resulting in increased measurement uncertainty. The implementation of the Statistical Quality Control may be promising for detecting causes of variation non-random, evaluation of the tolerance permitted to data of the process and breakdown of the main variability components of a measuring system. In this sense, considering the hypothesis of possibility of improving the quality of test results, the present study aimed at using statistical quality control techniques and measurement systems analysis to assess the reliability of test benches of microirrigation emitters, improve measurement and control systems adopted in the benches and to diagnose percentage of contribution of the factors inherent in the measurement and control systems in the total variability of flow measurements on uniformity tests. The research was carried in Laboratório de Ensaios de Material de Irrigação (LEMI/INCTEI/ ESALQ/USP). Shewhart control charts were developed, exponentially weighted moving average (EWMA), and capability index for the process of measuring the test pressure, temperature monitoring of water and flow, regarded as the quality variables for determination the flow curves as a function of inlet pressure and uniformity of flow for microsprinkler emitters and drip. In addition, it was made study of repeatability and reproducibility (Gage RR) of flow measurement system for which were used 10 repetitions in three work shifts (morning, afternoon and evening), with 13 emitters in the microsprinkler\'s bench and 25 emitters in the drip bench. There wasn\'t influence of the work shift in the obtained measures for flow and the improvement of the adjustment process of the test pressure for the implementation of the integrative-derivative proportional controller (PID) to microsprinklers test was sufficiently detected by control charts. The pressure and water of temperature remained stable during the tests and weren\'t identified non-random causes of variability in routine tests. The process control and measurement of pressure was classified \"excellent\" to performance and capability to remain in the range of specification and centralization in relation to the reference value (desired target), to the two benches. As expected, the variability between emitters was the greater contribution component in the total variance of flow, corresponding to 95.47% and 96.77% for microsprinkler and drip, respectively. The repeatability and reproducibility for flow measurement system (Gage RR) was \"acceptable\" for the two benches, with the contributions respective of 4.53% and 3.23% relative to the total variance, associated with uncertainties of Gage RR.

Engenheiros têm introduzido um melhor suporte para procedimentos de monitoramento de condições complexas através da aplicação de sistemas descentralizados inteligentes usando uma variedade de técnicas de inteligência artificial. Agora é largamente reconhecido que estes problemas decorrentes da complexidade funcional do monitoramento de condições podem ser resolvidos com arquiteturas que contenham muitos módulos distribuídos e inteligentes, que interajam dinamicamente, os quais são chamados de agentes inteligentes. A tecnologia baseada em agentes tem gerado muita agitação nos últimos anos por causa da promessa de ser um novo paradigma na hora de definir os conceitos para modelar e implementar sistemas de controle. O objetivo do presente estudo é implantar esta tecnologia no controle de uma caldeira de recuperação com a finalidade de gerenciar e integrar produção, qualidade e segurança no processo. A caldeira de recuperação tem dois objetivos bem definidos, cada um com suas restrições operacionais: (1) geração de vapor vivo a ser utilizado no processo, e, (2) redução de reagentes inorgânicos para recuperar sulfeto e carbonato de sódio, necessários no ciclo do processo de fabricação de celulose. Cada um destes objetivos é um sistema com funções independentes dentro da caldeira, mas que, no entanto tem seus desempenhos interligados entre si através das variáveis comuns existentes no processo. Esta é exatamente a definição de um sistema agente, ou melhor, de um Sistema Multi-Agente (SMA), no qual não existe uma otimização e sim a busca de uma solução possível. O modelo dinâmico da Caldeira foi simulado em Matlab(TM) Simulink(TM) baseado no modelo matemático da caldeira de recuperação de licor negro B&W (Babcock&Wilcox). O SMA foi desenvolvido utilizando a linguagem de programação JAVA e a plataforma de agentes JADE. / Engineers have been introducing better support for procedures of monitoring complex conditions through the application of intelligent decentralized systems, implementing a variety of artificial intelligent techniques. Nowadays it is vastly known that these problems that are consequence of the functional complexity of monitoring conditioning can be solved trough architectures, built by many intelligent distributed modules, which interact dynamically, known as intelligent agents. Technology based on agents have been creating excitement over the last years because of its promise of being a new paradigm that can be used to define modeling and implementing concepts for control systems. The goal of this thesis is to implement this new technology on controlling a recovery boiler, aiming to manage and integrate production, quality and security to the process. The operation of the recovery boiler has two well defined objectives, each one with its operational constraints: (1) steam production, an important asset in the pulp and paper process, and, (2) reduction of inorganic reagents to recover sulfate and sodium carbonates, the necessary chemicals in the Kraft pulp production. Each one of these functions, is an independent system inside the recovery boiler, however they have their performances connected to each other by common variables present in the process. This is exactly the definition of an agent system, in other words, a definition of a Multi-Agent System (MAS), for which there is not an optimization, but the search for the best possible outcome. The recovery boiler dynamic model was simulated using Matlab(TM) Simulink(TM) based on the mathematic model of B&W (Babcock&Wilcox) recovery boiler of black liquor. The MAS was implemented using JAVA(TM) programming language and JADE(TM) agent platform.

Na literatura de controle, os controladores preditivos disponíveis apresentam aplicações limitadas em processos com características integradoras. Uma dessas limitações está relacionada às propriedades estabilizantes que surgem da lei de controle quando o sistema é colocado em malha fechada. O principal objetivo dessa dissertação é desenvolver um algoritmo de controle preditivo, nominalmente estável, baseado num horizonte de predição infinito das saídas do sistema. Para essa finalidade, uma representação existente em variáveis de estado é analisada e estendida para ser capaz de ser aplicável para processos estáveis e integradores, com tempo morto. Dois métodos distintos que garantem a estabilidade de sistemas integradores foram desenvolvidos com um MPC de horizonte infinito. Para o caso de realimentação de estado, a estabilidade nominal do MPC proposto foi provada para os dois métodos e a eficiência dos controladores foi verificada através de exemplos da literatura de controle. Um dos controladores foi também aplicado em um processo de destilação de uma refinaria de petróleo. O algoritmo desenvolvido foi estendido para o caso de realimentação das saídas com a inclusão do filtro de Kalman para a estimativa dos estados do modelo. A aplicação do controlador em um sistema com diferentes tempos mortos entre as variáveis integradoras foi também estudada. / In the control literature, the available predictive controllers show limitations to be applied in processes that have integrating behavior. One of these limitations is related to the stabilizing properties of the resulting control law when the system is in closed loop. The main objective of this work is to develop a nominal stable control algorithm based on infinite prediction of system outputs. For this purpose an existing state space representation is explored and extended in order to be able to be applied to stable and integrating process with dead time. Two distinct methods to assure stability of integrating systems were developed for the infinite horizon MPC. For the case of state feedback, nominal stability of the resulting MPC was proved for the two methods and the efficiency of the controllers was verified through examples of the control literature. One of the controllers was also applied to an industrial distillation process of a petroleum refinery. The developed algorithm was extended to the output feedback operation with the inclusion of a Kalman filter for estimation of the model states. The application of the controller to a system with different dead times between integrating variables was also studied.

Submitted by ANA CLAUDIA DE ANDRADE SOUZA LEÃO (anaclaudia.leao@gmail.com) on 2018-09-14T13:18:29Z No. of bitstreams: 1 AnaClaudiaAndradeSouzaLeao_VersãoFinal_MapInt2016_FGV1 (1).pdf: 3576496 bytes, checksum: 7ff146a5392433af8aa7007f06ef923e (MD5) / Approved for entry into archive by ÁUREA CORRÊA DA FONSECA CORRÊA DA FONSECA (aurea.fonseca@fgv.br) on 2018-09-14T20:11:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AnaClaudiaAndradeSouzaLeao_VersãoFinal_MapInt2016_FGV1 (1).pdf: 3576496 bytes, checksum: 7ff146a5392433af8aa7007f06ef923e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-05T13:09:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaClaudiaAndradeSouzaLeao_VersãoFinal_MapInt2016_FGV1 (1).pdf: 3576496 bytes, checksum: 7ff146a5392433af8aa7007f06ef923e (MD5) Previous issue date: 2018-07-05 / Objetivo - Esta dissertação tem como objetivo de investigar os fatores que causam barreiras à gestão de programas de fomento à pesquisa em uma instituição de saúde pública para que seja possível fornecer informações que permitam os gestores públicos uma melhor condução dos programas de financiamento e incentivo à pesquisa, a ser construído com base na experiência de gestão desse tipo de programa em uma instituição de saúde pública. Metodologia - O presente trabalho é classificado como uma pesquisa aplicada, pois visa encontrar conhecimento para aplicação de seus resultados práticos. Para atingir os objetivos propostos, o estudo foi desenvolvido através de uma pesquisa qualitativa de caráter exploratório, tendo como meio de investigação o estudo da implantação do Programa de Excelência em Pesquisa, o PROEP, no Instituto Aggeu Magalhães, unidade regional da Fundação Osvaldo Cruz (Fiocruz). A coleta de dados abrangeu: revisão de literatura e pesquisa documental. O tratamento de dados foi realizado por meio da técnica de análise de conteúdo. Por intermédio dos objetivos específicos o trabalho procurou categorizar e analisar as barreiras encontradas na gestão dos programas de fomento à pesquisa, na Fiocruz, considerando o PROEP; discutir as consequências relacionadas a presença dessas barreiras no Instituto Aggeu Magalhães e propor alternativas de superação com o propósito de colaborar para a diminuição as barreiras identificadas na gestão do PROEP. Resultados – Como resultado da análise dos dados, foram sugeridas alternativas de superação das barreiras na gestão de programas de fomento. A identificação de barreiras contribui para uma mais eficiente gestão destes programas, melhor aplicação dos recursos públicos, uma importante disponibilização de dados para tomada de decisão. A implementação das ações propostas neste estudo pode aperfeiçoar e tornar mais eficiente a gestão dos programas de fomento à pesquisa nas instituições públicas. Contribuições sociais - As contribuições desse estudo para uma boa gestão de programas de fomento à pesquisa trarão subsídios para a Fiocruz e outras instituições públicas cumprirem seu papel de promover a saúde e o bem-estar da população brasileira, por meio de pesquisas cientificas de excelência, voltadas para o fortalecimento do Sistema Único de Saúde (SUS). Contribuições práticas - A aplicabilidade da pesquisa é relevante devido ao fato que a adoção das ações propostas permite a superação das dificuldades que os gestores públicos enfrentam em conduzir os programas de fomento à pesquisa, em todas as etapas, de forma eficiente e eficaz diante das diferentes barreiras encontradas na gestão desses programas. Originalidade - A literatura sobre o assunto mostrou-se relativamente limitada. Há uma escassez de trabalhos quando o assunto versa sobre barreiras encontradas especificamente nos programas de fomento à pesquisa, como também, com este foco de uma instituição pública com a complexidade da Fiocruz, o que traz originalidade ao estudo. / Purpose - This dissertation aims to investigate the factors that cause barriers to the management of research promotion programs in a public health institution so that it is possible to provide information that allows public managers to better manage funding programs and encourage research, be built based on the experience of managing this type of program in a public health institution. Design/Methodology - The present work is classified as an applied research, because it aims to find knowledge to apply its practical results. In order to reach the proposed objectives, the study was developed through a qualitative research of an exploratory nature, having as a research medium the study of the implementation of the Program of Excellence in Research, PROEP, at the Aggeu Magalhães Institute, a regional unit of the Osvaldo Cruz Foundation (Fiocruz). Data collection included: literature review and documentary research. Data processing was performed using the content analysis technique. Through the specific objectives the work sought to categorize and analyze the barriers encountered in the management of research promotion programs in Fiocruz, considering Proep; to discuss the consequences related to the presence of these barriers in the Aggeu Magalhães Institute and to propose alternatives for overcoming with the purpose of collaborating to reduce the barriers identified in the management of Proep. Findings - As a result of the data analysis, alternatives were suggested to overcome barriers in the management of development programs. The identification of barriers contributes to a more efficient management of these programs, better application of public resources, an important availability of data for decision making. The implementation of the actions proposed in this study can improve and make more efficient the management of research promotion programs in public institutions. Practical implications - The applicability of the research is relevant due to the fact that the adoption of the proposed actions allow to overcome the difficulties that the public managers face in conducting the research promotion programs, in all the stages, in an efficient and effective way before the different barriers encountered in the management of these programs. Social implications - The contributions of this study to a good management of research promotion programs will provide subsidies for Fiocruz and other public institutions to fulfill their role of promoting the health and well-being of the Brazilian population through scientific research of excellence, aimed at strengthening the Unified Health System (SUS). Originality - The literature on the subject has been relatively limited. There is a shortage of works when the subject deals with barriers found specifically in the programs of foment to the research, as well, with this focus of a public institution with the complexity of the Fiocruz, which brings originality to the study.

Orientadores: Rubens Maciel Filho, Eduardo Coselli Vasco de Toledo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T10:33:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_MarcelaG.Motados_D.pdf: 1519927 bytes, checksum: 9ed575105854208c7e8d99f024c4128a (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo principal deste trabalho foi a avaliação de estratégias de controle clássicas e hierárquicas em tempo real. Utilizou-se como estudo de caso a hidrogenação de o-cresol em reator de lama catalítico trifásico com catalisador sólido para validar as propostas de otimização em tempo real, devido à importância inerente deste tipo de processo, uma vez que reatores catalíticos trifásicos estão presentes em muitos processos das indústrias químicas, petroquímicas e afins, havendo uma preferência crescente em comparação com outros tipos de reatores mais convencionais. Foi investigada neste trabalho a performance de algumas versões do algoritmo de controle avançado DMC (Dynamic Matrix Control) em sua forma quadrática (QDMC - Quadratic Dynamic Matrix Control) e adaptativa (STQDMC - Self Tuning Quadratic Dynamic Matrix Control) sob diferentes estratégias de controle (feedback, feedforward e mista). O processo foi representado através de modelos determinísticos e estatísticos. Foi proposta uma metodologia alternativa para a definição dos parâmetros ótimos do modelo para a faixa de operação válida para este estudo baseada em princípios de análise de superfícies de resposta. Devido à importância de otimização dos processos para o alcance de objetivos operacionais e econômicos, foram também avaliadas estruturas de otimização em duas camadas, utilizando-se para este fim os algoritmos de otimização baseados nos procedimentos de Levenberg-Marquardt e SQP (Sequential Quadratic Programming). Foram propostas estruturas tradicionais de otimização em duas camadas, na qual o otimizador gera os set-points para o controlador, mas, além disso, foi proposta uma estrutura alternativa, na qual o otimizador, além de gerar os set-points para o controlador, envia também os valores ótimos para a variável manipulada, tornando este procedimento, na maioria dos casos, mais rápido e eficiente. Ainda no campo da otimização em tempo real, são apresentadas as bases matemáticas para a implementação de uma estrutura de otimização em uma camada, na qual os problemas de controle e otimização são resolvidos simultaneamente, sendo este procedimento sugerido como sugestão para trabalhos futuros. Os estudos realizados neste trabalho permitiram concluir que a estratégia de otimização em duas camadas apresenta resultados satisfatórios. Além disso, sempre deve-se ter em mente os objetivos de controle e otimização para que se possa ponderar a utilização das estratégias de controle feedback ou feedforward, e até mesmo uma combinação entre as duas / Abstract: The principal objective of this work was the evaluation of classic and hierarchical control strategies in real time. It was used as case study the o-cresol hydrogenation in a three-phase slurry reactor with solid catalyst to validate the real time optimization approaches, due to the inherent importance of this process, since these reactors are present in many processes of the chemical and petrochemicals industries, with growing preference in comparison with other types of more conventional reactors. It was investigated the performance of some versions of the advanced control algorithm DMC (Dynamic Matrix Control) in a quadratic (QDMC - Quadratic Dynamic Matrix Control) and adaptive (STQDMC - Self Tuning Quadratic Dynamic Matrix Control) form under different control strategies (feedback, feedforward and mixed). The process was represented through deterministic and statistical models. An alternative methodology was proposed for the definition of the optimal model parameters for the valid operational range based on principles of response surface analysis. It was evaluated two-Iayers structure optimization, using optimization algorithms based on Levenberg-Marquardt and SQP (Sequential Quadratic Programming) procedures. Traditional two-layers optimization approaches were proposed. In this approach the optimizer generates the set-points for the controller. Besides, an alternative approach was proposed where the optimizer, besides generating the set-points for the controller, also sends the optimal values for the manipulated variables, becoming this procedure, in most of the cases, faster and efficient. In relation to real time optimization, the mathematical bases are presented for the one-Iayer optimization approach implementation. Here the control and optimization problems are simultaneously resolved. According to this work, the two-Iayers optimization approach presents suitable results. Besides, it should always be considered the control and optimization objectives, in order to weight the feedback or feedforward control strategies and even a mixed one / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Ana Maria Frattini Fileti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T07:13:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fujiki_TatianaLie_M.pdf: 4171897 bytes, checksum: 8d38eee477ead69185c0d88b51cbeccd (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A demanda de mercado com relação à qualidade dos produtos, à produtividade e lucratividade dos processos e à questão ambiental tem forçado as indústrias a buscar melhorias nos processos. Com esta finalidade, os engenheiros têm buscado no Controle de Processos soluções para sistemas não lineares e/ou transientes. Sistemas de controle avançados, baseados em Redes Neurais Artificiais (RNA), por serem adequados para modelar relações não lineares, podem ser indicados como soluções para estes casos. Neste trabalho, as equações algébricas de um modelo neural foram implementadas numa planilha do Microsoft Excel. O modelo neural foi treinado com o algoritmo de Levenberg- Marquardt, utilizando o toolbox de redes neurais do MATLAB e os pesos e bias encontrados foram inseridos na planilha. O monitoramento do sistema foi feito através de uma rede digital Fieldbus, configurada através do software Syscon. O sistema supervisório utilizado foi o Indusoft Web Studio, sendo a comunicação entre estes dois programas feita através do protocolo Ole for Process Control (OPC). A atualização das variáveis de entrada do modelo neural foi realizada através do sistema Open Data Base Connectivity (ODBC), responsável pela troca de informações entre o Indusoft e o Excel. A variável controlada um instante de amostragem à frente é automaticamente calculada a cada instante de amostragem e usada como função-objetivo no Solver do Excel (minimizar o erro quadrático). Restrições foram adicionadas ao método do gradiente descendente generalizado para que uma solução adequada fosse encontrada dentro de uma faixa de valores da variável manipulada. Como caso-estudo, este sistema de controle alternativo foi utilizado para controlar a temperatura interna de um tanque de precipitação de bromelina com etanol a frio, para evitar desnaturação da enzima. O processo de precipitação a partir de caldo de abacaxi foi realizado num tanque encamisado operando em regime de batelada alimentada, com agitação constante. O controle da temperatura do meio precipitante é feito através da manipulação da rotação da bomba de fluido refrigerante (propilenoglicol). Dados experimentais (75% do banco de dados de ensaios em malha aberta) foram utilizados para treinar a rede feed forward multicamadas. As variáveis de entrada da RNA, atualizadas a cada 4 segundos, são: temperatura do etanol, temperatura do meio precipitante (variável controlada), temperaturas de entrada e de saída do propilenoglicol, nível de líquido, rotação da bomba de propilenoglicol (variável manipulada) e degrau na bomba de propilenoglicol. Na camada intermediária, a função de ativação tangente hiperbólica foi aplicada a 14 neurônios. A variável de saída da rede é a temperatura do meio um instante de amostragem à frente, com a função de ativação linear. Testes offline com dados não vistos no treinamento mostraram que a RNA foi capaz de prever a temperatura do tanque, já que os coeficientes angular e linear dos gráficos de dispersão (saída calculada versus saída real) aproximavam-se de um e zero, respectivamente. O controlador alternativo foi implementado e os resultados experimentais mostraram sua efetividade em manter a temperatura do meio em torno do set-point (5°C). / Abstract: Intelligent systems, based on Artificial Neural Networks (ANN) have been studied as alternative solutions for ill-defined plants or nonlinear and transient systems, due to the worldwide market requirements for high standard products and safe and environmentally friendly processes. In this work, the algebraic equations of a neural model were implemented in a Microsoft Excel worksheet. This ANN was previously trained with Levenberg-Marquardt algorithm, using the ANN toolbox of MATLAB and the optimized weights and biases were inserted in the worksheet as well. By means of a digital Fieldbus network architecture, configured by Syscon Software, the data acquisition and process control were performed. The Indusoft Web Studio was employed as supervisory software and the communication between these two softwares was achieved through Ole for Process Control protocol. Since the data acquisition system is supposed to update the ANN input variables in the worksheet, information is exported from Indusoft to Excel through Open Data Base Connectivity system, which was properly configured. The onestep-ahead controlled variable is automatically predicted every sample time and then used in the objective function of the Excel Solver (quadratic error minimization), implemented via Visual Basic programming. Restrictions were added to the quasi-Newton optimization method so that a smooth solution could be found inside a suitable range of the manipulated variable. As a case-study, this alternative system was implemented to control the temperature of a bromelain precipitation tank. The bromelain recovery from pineapple juice was carried out in a fed-batch stirred tank, using precipitation with ethanol at low temperature to avoid protein denaturation. The coolant (propylene glycol) flow rate was manipulated through a variable speed pump. Experimental data (75% of the database from open-loop tests) was used to train a multi-layered feed forward ANN. The ANN input layer variables, updated every 4 seconds, were chosen as follows: ethanol temperature, bulk temperature (controlled variable), coolant inlet temperature and coolant outlet temperature, liquid volume, pump flow rate (manipulated variable) and pump flow rate variation. In the hidden layer a hyperbolic tangent function was applied to 14 neurons. The output variable was the one-step-ahead bulk temperature, using the linear activation function. Offline tests with unseen data proved that the ANN successfully predicted the tank temperature, as the linear fitting slope coefficient of the dispersion plots (network output versus target vector) was close to the unity and the interception coefficient was around zero. The alternative controller was implemented and experimental results showed its effectiveness in maintaining the bulk temperature around the set-point (5°C). From the present results it was clearly shown that this methodology is a promising new way to face complex process control problems and the tendency is to increase their range of applicability in industrial processes. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Oswaldo Luis Agostinho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:48:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Perdigao_FabianoMarques_M.pdf: 1243627 bytes, checksum: a069968ef5e4e70026b43aa882ecf238 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este estudo procura constatar e analisar os perfis da gestão de manutenção encontrados nas organizações. Por outro lado, verifica quais componentes do fluxo dos processos de manutenção são impactados pela inovação tecnológica, estratégias de negócios e de manufatura. Para alcançar este objetivo foi proposta uma metodologia exploratória com três dimensões S1, S2 e S3, com oito variáveis distribuídas em cinco atributos A1, B2, C3, D4 e E5, que servem para referenciar o posicionamento das organizações com relação ao controle do processo da gestão de manutenção. Aplicou-se a proposta em três empresas através de entrevistas e questionários, sendo uma do setor de serviços, outra do setor de transportes e a terceira de manufatura. Os dados confiados ao autor não são de domínio público. Após a análise dos dados coletados e a simulação, percebeu-se que as capacitações geradas pelo processo de controle da gestão de manutenção formam uma base para tomada de decisões quanto ao posicionamento estratégico, à manufatura e aos negócios. O resultado final da pesquisa indica que os gestores de manutenção demonstraram algumas dificuldades para elaborar um plano de ação para a manutenção, principalmente por se distanciarem dos problemas operacionais. Observou-se que as alterações nos processos de controle da gestão de manutenção estão direcionadas para a adequação de custos, enquanto o desenvolvimento de novos processos de manutenção não possui um processo estruturado, limitando-se à habilidade dos manutentores. / Abstract: This study aims to observe and analyze the maintenance management profiles found in organizations. On the other hand, it verifies which components of the maintenance processes flow are impacted by technological innovation, business strategy and manufacturing. To achieve this goal, a methodology was proposed to explore three dimensions S1, S2 and S3, with eight variables divided into five attributes A1, B2, C3, D4 and E5, used to reference the positioning of organizations regarding the maintenance management process control. The proposal was applied to three companies through interviews and questionnaires. One of them works in the services sector, another in the transport sector, and the third one in manufacturing. The data entrusted to the author are not public domain. After analyzing the collected data and simulation, it was noticed that the skills generated by the maintenance management process control. formed a basis for making decisions about strategic positioning, manufacturing, and businesses. The research's outcome indicates that maintenance managers demonstrated some difficulties in drawing up an action plan for maintenance, especially because of their distance from operational problems. It was observed that changes in control processes of maintenance management are targeted to the costs adaptation, while development of new maintenance procedures do not have a structured process, limited just to the maintainers' skill. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Maria Teresa Moreira Rodrigues / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-15T23:04:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EstombeloMontesco_RichardAndres_D.pdf: 4286461 bytes, checksum: eb67a872094b54e948fda33c92db4f3a (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A tendência nos últimos anos é de utilizar eficientemente a capacidade instalada de plantas de produção descontínua (flexível, multipropósito) de forma a analisar a viabilidade das demandas sem padrão dos diferentes produtos. O objetivo principal de produção é atender aos pedidos em um tempo relativamente curto, direcionado ao cliente e permitindo flexibilizar a planta. O objetivo deste trabalho é de propor uma análise de integração das etapas de planejamento e programação. Esta integração deve permitir medir corretamente as possibilidades reais de execução de planejamentos alternativos, e assim, propor um novo modelo a partir das variáveis comuns destes sistemas. Inicialmente analisou-se o método de propagação de restrições como um elo comum das duas etapas o qual, além de garantir que durante o processo de propagação de restrições não sejam eliminadas soluções factíveis, também permite recalcular as novas soluções integradas. Com esta integração consegue-se que as variáveis externas em determinadas etapas do processo de solução evitem re-processos computacionais, os quais em sistemas de grande porte podem significar gastos de tempo importante. As características do novo modelo são: utilização de janelas de processamento, planta descontínua, produção em batelada com restrições sobre os recursos compartilhados (equipamentos) e sobre armazenagem, com modo de operação na planta por atendimento de pedidos (direcionada ao cliente) / Abstract: The efficient use of installed capacity in discontinued production plants (flexible, multi-purpose) in such a way as to analyze the feasibility of standard-less demands of different products is a trend in recent years. The main objective of the production problem is to fulfill orders in a relatively short time, in a way that it is client-focused and enables keeping the plant flexible. The objective of this work was to introduce an analysis of the integration of the production planning and scheduling stages. This integration allows the correct measurement of the actual performance possibilities of alternative plans, introducing a new model based on the common variables of these systems. Initially, we analyzed the method of constraint propagation as a common bond of two stages, and besides, we guarantee the search space also allowed to recalculate the new integrated problems. With this integration, it was determined that the external variables at certain points in the solution process avoid re-computational processes in which large systems can mean spending important time. The characteristics of this new model are: usage of processing-windows; the use of discontinued plants; batch production with constraints on shared (equipment) and storage resources; and on-demand operation mode (client-focused) / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Gráficos de controle têm sido amplamente utilizados na manufatura para melhoria de processos. Diversas abordagens tem sido propostas para melhorar o desempenho dos gráficos existentes na literatura. Além disso, o uso de gráficos de controle tem se estendido para outras áreas, tais como, economia, finanças, medicina, etc. O objetivo deste trabalho é comparar o gráfico CUSUM com o gráfico EWMA para monitoramento do número diário de internações hospitalares. Para tanto, utilizou-se uma série histórica de internações devido a doenças respiratórias para a população acima de 65 anos. Um modelo linear foi ajustado considerando que o número de internações segue uma distribuição Binomial Negativa. São simulados diversos cenários de mudança no número médio de internações e utilizando diferentes estatísticas baseadas em transformações, é feita uma comparação entre estes gráficos. Verifica-se que o gráfico EWMA com limite de controle assintótico possui desempenho muito similar ao gráfico CUSUM. Já o EWMA implementado com limite de controle exato apresenta melhor desempenho em relação ao gráfico CUSUM quando se atribui pesos menores aos dados atuais. / Control charts have been widely used for process improvement in manufacturing. In literature several approaches have been proposed to improve the current charts performance. In addition, the use of control charts has been extended to other areas such as economics, finance, medicine, and others. The objective of this study is to compare CUSUM control chart with EWMA control chart for monitoring daily number of hospital admissions. Using a historical hospitalizations series due to respiratory diseases for people over 65 years old, a Negative Binomial regression model is fitted. Several scenarios are simulated using different shifts in the mean and using different statistics based on transformations, in order to compare these charts. It is shown that EWMA control chart with asymptotic control limit has similar performance as CUSUM control chart. However, using smaller values for new observations the EWMA control chart with exact control limit has better performance than CUSUM control chart.