The bullwhip effect is known as a phenomenon of information distortion due to the lack of information sharing and the forecast error. This phenomenon could cause the productions plan to be instable and the inventory fluctuation among the supply chain members. Those situations above will also cause the fluctuation of purchasing costs to downstream members. The raising costs and inefficiency will be the burden of whole supply chain and not single party can exempts such result. Therefore, the collaboration of supply chain members is aim to solve such problems. In this study, we set the manufacturer as the logistic center among supply chain members, and operate the collaborative business. The artificial leather industry in Taiwan will be the platform of this study. Operation models will be built by the classical type, CPFR type, and CCU (collaborative and coordinative unit) type, and also to be simulated to analyze the performances through several KPIs. The result of this study can be the reference when adopting CPFR or CCU into Taiwan artificial leather industry.

In spite of the fact that software reliability studies have attracted great deal of attention from different disciplines in 1970s, applications of the subject have rarely been involved in the software industry. With the rise of technological advances especially in the military electronics field, reliability of software systems gained importance. In this study, a company in the defense industries is inspected for their abilities and needs regarding software reliability, and an improvement proposal with metrics measurement system is formed. A computer tool is developed for the evaluation of the performance of the improvement proposal. Results obtained via this tool indicate improved abilities in the development of reliable software products.

In the process of developing cast iron and cast aluminium components, the co-operation between product development and production is important. On the engineering level, this co-operation is limited already in the product development phase e.g. by the lack of established methods to consider the mechanical behaviour of the completed component. This thesis aims to increase the possibilities for co-operation in the product realisation process between product development and production by enabling the use of predicted local mechanical behaviour in structural analyses of cast components. A literature review on existing simulation methods and a work on characterization of mechanical behaviour from microstructural features are performed to identify important knowledge gaps. A simulation strategy is formulated that is able to predict local mechanical behaviour throughout the entire component and incorporate the behaviour into a Finite Element Method (FEM) simulation of the structural behaviour of the component. In the simulation strategy, the component specific microstructure-based mechanical behaviour is predicted using a casting process simulation. A computer program is developed to create FEM material definitions that capture the local variations in mechanical behaviour throughout the component. The relevance of the simulation strategy is demonstrated for a ductile iron component. It is found that the local variations in mechanical behaviour result in a stress-strain distribution in the component that a homogeneous material description fails to express. Residual stresses affect the mechanical behaviour at low loads. At higher loads, however, the accuracy of the simulation is determined by the local variations in mechanical behaviour. Using a material reduction technique, the local mechanical behaviour can be incorporated without increasing the FEM simulation time.

Na indústria petroquímica, fornos para craqueamento térmico são utilizados para processar hidrocarbonetos leves, como nafta, etano, propano e GLP, a fim de obter-se olefinas, como eteno e propeno. Fornos de craqueamento de etano são de fundamental importância para melhorar os rendimentos globais de uma planta de produção de olefinas. Neste contexto, um modelo matemático de um forno industrial de craqueamento de etano foi desenvolvido utilizando o simulador de processos EMSO para previsão do tempo de campanha. No modelo proposto, um reator de fluxo pistonado multi-secção foi acoplado com um modelo cinético das reações de craqueameto e coqueamento a partir de dados da literatura. Em paralelo, a câmara de radiação do forno foi modelada em fluidodinâmica computacional, através do uso do software Ansys-CFX. Os resultados das simulações no EMSO e no Ansys-CFX apresentaram boa concordância com os dados de literatura e dados industriais. Entre os principais benefícios dos modelos desenvolvidos para aplicação industrial ressaltam-se: i. a possibilidade de avaliar o impacto de contaminantes na corrente de etano que alimenta o forno e prever se ocorrerá uma redução do tempo de campanha; ii. viabilizar uma otimização dos fornos de etano, buscando operá-los em condições otimizadas de tempo de campanha reduzindo o risco de descoques simultâneos; iii. confirmar se reduções de tempo de campanha observados são em função das condições de processo ou se existe algum outro fator que esteja causando desvios em relação às previsões da simulações, iv. avaliar possíveis problemas de má distribuição de calor na câmara de radiação. / In petrochemical industries, steam cracking furnaces are used to process light hydrocarbons like naphta, ethane, propane and LPG in order to obtain olefins, like ethylene and propylene. Ethane steam cracking furnaces are of fundamental importance to improve the overall yields of an olefins production plant. In this context, a model for an industrial steam cracking furnace was developed using the equation-oriented dynamic simulator EMSO. In the proposed model, a multi-section plug flow reactor was coupled with cracking and coking kinetics from literature. Additionally, the radiation chamber was studied by computational fluid dynamics, using Ansys-CFX. The results performed are in good agreement with published and industrial design data. Among the main benefits of the models developed for industrial application, following stand out: i. the possibility to evaluate the impact of contaminants in ethane feed to the furnace and predict some run length reduction; ii. allow an optimization of ethane furnaces, seeking to operate them in optimal conditions of run length reducing the risk of simultaneous decokes; iii. confirm that observed run length reductions are depending on the process conditions, or if there is some other factor that is causing deviations from the simulation predictions, iv. evaluate possible problems due to poor heat distribution in the radiation chamber.

[pt] Análise numérica do processo dinâmico do escoamento de gás natural em estações de entrega, considerando o comportamento transiente dos principais equipamentos existentes, tais como válvula de três vias, válvulas redutoras de pressão e aquecedores de gás. Desenvolvimento da lógica de controle dinâmica (controle PID - proporcional-integral-derivativo) de todos os equipamentos relevantes. Para determinação das propriedades termodinâmicas do gás natural empregou-se as equações de estado Peng-Robinson e Soave-Redlich-Kwong. O estudo apresenta um maior enfoque na análise do comportamento de aquecedores de gás indireto a banho d’água e na regulagem dinâmica da temperatura de entrega através de um controlador PID que comanda a válvula de três vias. Investigou-se o desempenho de uma estação de entrega de gás natural existente baseada nas condições operacionais estabelecidas no projeto. Simulou-se o escoamento correspondente a operação em uma estação de entrega real e realizou-se comparação direta com dados de instrumentação enviados ao supervisório de controle e aquisição de dados (SCADA). A metodologia desenvolvida reproduziu de forma adequada a operação em condições normais da estação de entrega de São Carlos-SP e eventos anormais como cenários de apagamento dos aquecedores que foram registrados no banco de dados do supervisório. Finalmente analisaram-se procedimentos a serem aplicados nas estações de entrega existentes para redução do consumo do gás combustível utilizado no processo de pré-aquecimento. / [en] Numerical simulation of the dynamic process of natural gas flow through citygate stations, considering the transient behavior of the main existing equipments, such as three-way-valves, pressure reduction valves and gas heaters. Development of the dynamic control logic (PID controller) of all relevant equipments. To determine the natural gas thermodynamic properties, the equations of state of Peng-Robinson and Soave-Redlich-Kwong were employed. The study concentrates in the analysis of indirect fired water bath heater and in the delivery temperature regulation using a PID controller that commands the three-way-valve. It was investigated the performance of an existing natural gas citygate station based on established design operational conditions. The flow field corresponding to an operational natural gas city gate station was determined and direct comparison with instrumentation data sent to supervisory control and data acquistion (SCADA) was performed. The methodology developed reproduced in a satisfactory way the normal operational condition of the São Carlos-SP natural gas citygate station and abnormal events such as the heater shut-down scenarios registered on SCADA database. Finally, procedures to be applied in existing delivery stations for the reduction of gas fuel consumption in the pre-heating process were analyzed.

O processo de destilação extrativa com N-formilmorfolina (NFM) pode ser utilizado para separação do benzeno de uma corrente contendo hidrocarbonetos não aromáticos com seis carbonos. Cerca de 20 componentes distintos constituem a corrente de interesse. Neste trabalho, primeiramente, buscou-se o conjunto de dados experimentais disponíveis de equilíbrio de fases e coeficiente de atividade em diluição infinita para estimar os parâmetros de interação binária do modelo NRTL capaz de representar o processo de separação de uma planta existente. Os parâmetros faltantes foram estimados a partir do modelo de predição baseado em contribuição de grupos, UNIFAC. O processo de destilação extrativa foi simulado utilizando-se um simulador comercial e uma boa correlação com os dados de planta foi encontrada. A influência na operação de diversos parâmetros, como relação solvente/carga e temperatura do solvente foram estudadas. Os valores ótimos teóricos foram obtidos e podem ser implementados para melhoria do processo. Identificou-se uma extrema sensibilidade do perfil da coluna com o calor fornecido pelo refervedor, indicando que pode ser uma fonte de instabilidades. Além disso, foi identificada baixa eficiência na seção de recheio, que também dificulta a especificação dos produtos de interesse. / Extractive distillation processes with N-formylmorpholine (NFM) are industrially used to separate benzene from non-aromatics hydrocarbons of six carbons. In the process studied in this work, the stream of interest consists of nearly 20 different hydrocarbons. A new set of NRTL parameters was correlated based on literature experimental data. Both vapor-liquid equilibrium data as well as infinite dilution activity coefficient were taken into account; missing parameters were estimated with the UNIFAC group contribution model. The extractive distillation process was simulated using a commercial simulator. Very good agreement with plant data was obtained. The influence of the main parameters in operation, solvent to feed ratio and solvent temperature were studied. The theoretical optimum values were obtained and can be implemented to improve the industrial process. Extreme static sensitivity with respect to reboiler heat was observed indicating that this can be the source of instabilities. In addition a low efficiency was identified at the packing section, contributing to the products specification problem as well.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4241.pdf: 4394811 bytes, checksum: d936ee1e166e7445e905ea5bc46e870b (MD5) Previous issue date: 2012-02-23 / Universidade Federal de Minas Gerais / Sugarcane bagasse is an interesting option for second generation ethanol production. However, its use for this purpose is constrained by the energetic self-suficiency of the industrial plant, apart from the necessary economic considerations, given other possible uses for sugarcane bagasse. It was proposed in this work the development of a tool to assist economic and process-related decisions regarding the production of ethanol from sugarcane juice and bagasse, through stationary simulation and optimization of the first and second generation ethanol production process. A new approach for distillation columns simulation using equation-based simulators was presented, using multilinear interpolation. This approach allowed the simulation of the process of ethanol production, which employs a set of distillation columns for ethanol purification, that would otherwise present convergence problems, especially during the optimization step in which several conditions are tested. Results show that the methodology was able to reproduce the nonlinear behavior of the set of distillation columns with enough precision for the work developed here. The tool was tested for second generation ethanol production using organosolv as pretreatment. The results show that the implemented stochastic optimizer was able to find the optimal condition for an objective function representing the cash ow of the plant, which was confirmed by the contour plots obtained for this function. The tool also allows the analysis of steam consumption distribution for each section of the industrial plant, which enables the determination of the impact of second generation ethanol production on the general process. / O bagaço de cana-de-açúcar tem se mostrado uma escolha interessante para a produção de etanol de segunda geração. Entretanto, sua utilização para este fim esbarra na restrição imposta pela autossuficiência energética da planta, além de serem necessárias considerações econômicas frente outras possíveis aplicações para o material. Este trabalho se propôs a desenvolver uma ferramenta para auxiliar nas decisões econômicas e de processo referentes à produção de etanol a partir do caldo e do bagaço de cana-de-açúcar, através da simulação e otimização estacionária de uma planta de produção de etanol de primeira e segunda geração. Uma nova abordagem para simulação de colunas de destilação estacionárias em simuladores baseados em equações foi proposta, empregando interpoladores multilineares. Tal abordagem permitiu a simulação do processo de produção de etanol, o qual emprega um trem de colunas de destilação na etapa de purificação do etanol que, de outra forma, teria apresentado problemas de convergência, especialmente durante a etapa de otimização, na qual diversas condições são testadas. Os resultados mostram que o interpolador conseguiu reproduzir o comportamento não linear do trem de colunas de destilação com precisão suficiente para o trabalho desenvolvido. A ferramenta desenvolvida foi testada para o caso da produção de etanol de segunda geração empregando o pré-tratamento organosolv. Os resultados mostram que o otimizador estocástico implementado foi capaz de encontrar a condição ótima para uma função objetivo representativa do fluxo de caixa da planta, o que é confirmado pelas curvas de nível obtidas para tal função. A ferramenta também permitiu a análise da distribuição do consumo de vapor na planta por setor, o que possibilita a determinação do impacto da segunda geração na demanda energética do processo.

This thesis covers non-homogeneous Poisson processes along with estimation of the intensity (rate) function and some selected simulation methods. In Chapter 1 the main properties of a non-homogeneous Poisson process are summarized. The main focus of Chapter 2 is the general maximum likelihood estimation procedure adjusted to a non-homogeneous Poisson process, together with some recommen- dations about calculation of the initial estimates of the intensity function param- eters. In Chapter 3 some general simulation methods as well as the methods designed specially for log linear and log quadratic rate functions are discussed. Chapter 4 contains the application of the described estimation and simulation methods on real data from non-life insurance. Furthermore, the considered sim- ulation methods are compared with respect to their time efficiency and accuracy of the simulations. 1

O processo de destilação extrativa com N-formilmorfolina (NFM) pode ser utilizado para separação do benzeno de uma corrente contendo hidrocarbonetos não aromáticos com seis carbonos. Cerca de 20 componentes distintos constituem a corrente de interesse. Neste trabalho, primeiramente, buscou-se o conjunto de dados experimentais disponíveis de equilíbrio de fases e coeficiente de atividade em diluição infinita para estimar os parâmetros de interação binária do modelo NRTL capaz de representar o processo de separação de uma planta existente. Os parâmetros faltantes foram estimados a partir do modelo de predição baseado em contribuição de grupos, UNIFAC. O processo de destilação extrativa foi simulado utilizando-se um simulador comercial e uma boa correlação com os dados de planta foi encontrada. A influência na operação de diversos parâmetros, como relação solvente/carga e temperatura do solvente foram estudadas. Os valores ótimos teóricos foram obtidos e podem ser implementados para melhoria do processo. Identificou-se uma extrema sensibilidade do perfil da coluna com o calor fornecido pelo refervedor, indicando que pode ser uma fonte de instabilidades. Além disso, foi identificada baixa eficiência na seção de recheio, que também dificulta a especificação dos produtos de interesse. / Extractive distillation processes with N-formylmorpholine (NFM) are industrially used to separate benzene from non-aromatics hydrocarbons of six carbons. In the process studied in this work, the stream of interest consists of nearly 20 different hydrocarbons. A new set of NRTL parameters was correlated based on literature experimental data. Both vapor-liquid equilibrium data as well as infinite dilution activity coefficient were taken into account; missing parameters were estimated with the UNIFAC group contribution model. The extractive distillation process was simulated using a commercial simulator. Very good agreement with plant data was obtained. The influence of the main parameters in operation, solvent to feed ratio and solvent temperature were studied. The theoretical optimum values were obtained and can be implemented to improve the industrial process. Extreme static sensitivity with respect to reboiler heat was observed indicating that this can be the source of instabilities. In addition a low efficiency was identified at the packing section, contributing to the products specification problem as well.

Na indústria petroquímica, fornos para craqueamento térmico são utilizados para processar hidrocarbonetos leves, como nafta, etano, propano e GLP, a fim de obter-se olefinas, como eteno e propeno. Fornos de craqueamento de etano são de fundamental importância para melhorar os rendimentos globais de uma planta de produção de olefinas. Neste contexto, um modelo matemático de um forno industrial de craqueamento de etano foi desenvolvido utilizando o simulador de processos EMSO para previsão do tempo de campanha. No modelo proposto, um reator de fluxo pistonado multi-secção foi acoplado com um modelo cinético das reações de craqueameto e coqueamento a partir de dados da literatura. Em paralelo, a câmara de radiação do forno foi modelada em fluidodinâmica computacional, através do uso do software Ansys-CFX. Os resultados das simulações no EMSO e no Ansys-CFX apresentaram boa concordância com os dados de literatura e dados industriais. Entre os principais benefícios dos modelos desenvolvidos para aplicação industrial ressaltam-se: i. a possibilidade de avaliar o impacto de contaminantes na corrente de etano que alimenta o forno e prever se ocorrerá uma redução do tempo de campanha; ii. viabilizar uma otimização dos fornos de etano, buscando operá-los em condições otimizadas de tempo de campanha reduzindo o risco de descoques simultâneos; iii. confirmar se reduções de tempo de campanha observados são em função das condições de processo ou se existe algum outro fator que esteja causando desvios em relação às previsões da simulações, iv. avaliar possíveis problemas de má distribuição de calor na câmara de radiação. / In petrochemical industries, steam cracking furnaces are used to process light hydrocarbons like naphta, ethane, propane and LPG in order to obtain olefins, like ethylene and propylene. Ethane steam cracking furnaces are of fundamental importance to improve the overall yields of an olefins production plant. In this context, a model for an industrial steam cracking furnace was developed using the equation-oriented dynamic simulator EMSO. In the proposed model, a multi-section plug flow reactor was coupled with cracking and coking kinetics from literature. Additionally, the radiation chamber was studied by computational fluid dynamics, using Ansys-CFX. The results performed are in good agreement with published and industrial design data. Among the main benefits of the models developed for industrial application, following stand out: i. the possibility to evaluate the impact of contaminants in ethane feed to the furnace and predict some run length reduction; ii. allow an optimization of ethane furnaces, seeking to operate them in optimal conditions of run length reducing the risk of simultaneous decokes; iii. confirm that observed run length reductions are depending on the process conditions, or if there is some other factor that is causing deviations from the simulation predictions, iv. evaluate possible problems due to poor heat distribution in the radiation chamber.