O monitoramento da saúde dos sistemas de uma aeronave - PHM (Prognostic and Heatlth Monitoring) - é o cenário deste estudo, que aborda a transferência dos dados do avião no solo até o centro de operação e manutenção de uma companhia aérea, tendo em vista alguns requisitos de operação, como um tempo mínimo para que os dados sejam transmitidos, o tamanho de um arquivo típico de PHM e como a necessidade de se obter um canal seguro sob o ponto de vista de integridade e confidencialidade dos dados impacta no cumprimento destes requisitos. O sistema de transmissão de dados em solo abordado é composto pelo Gatelink, que utiliza um sistema de comunicação sem fio através do protocolo 802.11 entre a aeronave e um roteador no aeroporto, e uma rede cabeada Frame Relay dentro do aeroporto. Para segurança, são adotados os protocolos WPA-2 no trecho sem fio e o IPsec no trecho cabeado. O estudo demonstra que o tempo para se transmitir um quadro no trecho sem fio mostrou-se pouco afetado pela introdução do cabeçalho de segurança do WPA-2. Os cabeçalhos inseridos pelo IPsec afetam o tempo de transmissão dos dados, porém mostra-se que ainda é possível transmitir dentro do intervalo de tempo especificado considerando o método de cifragem dos dados AES.

The capability of predicting failure events of systems and components can provide benefits in equipment operation and maintenance. For this reason, the subject of failure prognosis is gaining greater attention from academia and industry over the last years. This work presents novel contributions related to the development and performance evaluation of failure prognosis solutions. One important step in failure prognosis is the estimation of the health state of the monitored equipment and its trend. Here, Sigma-Point Kalman Filter (SPKF) algorithms are employed for this purpose and their performance is compared to Particle Filter (PF) algorithms which are commonly cited in literature for this kind of application. Once the health state and its trend are estimated, in order to proceed with the failure prognosis, it is necessary to use this information to predict the remaining useful life (RUL) of the equipment. The RUL estimate is commonly yielded on the form of a probability distribution. A novel method, based on the Unscented Transform (UT), is presented and evaluated for this purpose. Results indicate that this approach may provide benefits when compared to the usual Monte Carlo based method. Finally, after a failure prognosis solution is developed, it is necessary to adequately evaluate its performance. This work also comprises the proposition of a novel method for such assessment, based on the use of the Probability Integral Transform (PIT). Such new method provides a measure of how adequately the proposed RUL probability distributions fit the available set of ground truth validation data. Also, additional proposed features make it possible to take into consideration the impact of the size of the validation data set into the uncertainty of the resulting metrics.

Univariate Statistical Process Control (SPC) has been extensively employed in industry for fault detection and product quality control. However, for complex systems, better results have been obtained by the use of more elaborate Multivariate Statistical Process Control (MSPC) techniques. This work proposes the use of MSPC techniques (Hotelling T2 and Runger U2 statistics) for health monitoring of the Embraer 190 horizontal stabilizer system. For illustration, these techniques are applied in a simulated case study representing a degradation scenario with progressive increase in friction. For comparison, Univariate SPC is also employed. The results indicate that MSPC provides earlier indications of degradation as compared to Univariate SPC. In addition, a sensitivity analysis reveals that the MSPC methods are more robust with respect to changes in the time profile of the degradation, as well as alterations in the influence of temperature on the friction coefficient. In all cases, the best results are obtained by using the Runger U2 statistic.

A disponibilidade das aeronaves modernas está diretamente ligada ao grau de complexidade de seus sistemas, à confiabilidade de seus componentes e às ferramentas embarcadas que auxiliam os técnicos durante as ações de manutenção. O trabalho desenvolvido nesta dissertação busca um melhor entendimento do sistema de manutenção e diagnóstico embarcado em uma aeronave regional com alto grau de integração entre seus sistemas, mostrando suas funcionalidades e os ganhos com sua correta utilização. Além disso, é discutida a importância da atualização periódica dos manuais de isolação de falha e da utilização sistemática dos mesmos, o custo adicional devido à transmissão de mensagens que não agregam valor via data link e a necessidade de testes detalhados durante o desenvolvimento dos sistemas de detecção de falhas para evitar que mensagens que não representam uma falha real sejam mostradas aos técnicos em manutenção. Ao final, são explicitadas as potenciais melhorias que deveriam ser levadas em consideração no desenvolvimento de um novo sistema de manutenção e diagnóstico, de modo que as expectativas do mercado sejam atendidas e superadas durante a operação de aeronaves modernas que possuem um alto grau de complexidade e integração.

O cenário atual do mercado de aviação motiva a busca por novas tecnologias que possibilitem aos operadores a redução nos custos de operação de suas aeronaves. O conceito de monitoramento da saúde e prognóstico de falhas vem ao encontro deste interesse, possibilitando redução de custos de manutenção, além de maximização da vida útil dos equipamentos, aumento da segurança e despachabilidade. O presente trabalho propõe uma metodologia baseada em análise de tendência para a obtenção de uma distribuição de probabilidade associada ao instante predito de ocorrência de falha para um sistema aeronáutico. Essa metodologia consiste na utilização de métodos de Monte Carlo e bootstrap para a obtenção de um intervalo de confiança para o instante de falha, estimado por meio de regressão. A metodologia proposta é testada por meio de séries temporais simuladas com tendências lineares, quadráticas e exponenciais, sendo também avaliada em um estudo de caso envolvendo dados reais.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-10-21T11:00:36Z No. of bitstreams: 1 DissRSA.pdf: 2940714 bytes, checksum: 9af799d998ad9646a6f38b0d6e9c382a (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:44:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRSA.pdf: 2940714 bytes, checksum: 9af799d998ad9646a6f38b0d6e9c382a (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:44:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRSA.pdf: 2940714 bytes, checksum: 9af799d998ad9646a6f38b0d6e9c382a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-08T18:44:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRSA.pdf: 2940714 bytes, checksum: 9af799d998ad9646a6f38b0d6e9c382a (MD5) Previous issue date: 2016-08-10 / Não recebi financiamento / Cloud computing is a convenient computing model, because it allows the ubiquity with on-demand access to a set of configurable and shared features, that can be rapidly provisioned and made available with minimal effort or interaction with the service provider. IaaS is a different way to deliver cloud computing, where infrastructure servers, networking systems, storage, and all the necessary environment for the operating system to run the application are hired as services. Meanwhile, traditional companies still have doubts in relation to the transferring of their data outside of the limits of the corporation. The health of cloud computing systems is fundamental to the business, given the complexity of the systems it is difficult to ensure that all services and resources will work properly. In order to ensure a more appropriate management of the systems and services in the cloud, an architecture is proposed. The architecture has been modularized through specializing monitoring functions, data mining, and inference with Bayesian network. In this architecture are essential records of event monitoring systems and computing resources because the recorded data is mined to identify fault patterns a given system after the result of one or more events in the environment. For mining the monitoring data we proposed two algorithms, one for performing preprocessing of data and another to perform data transformation. As a data mining product obtained, data sets that were the input to create a Bayesian network. Through structural and parametric learning algorithms Bayesinas networks for each systems and services offered by cloud computing were created. The Bayesian network is intended to assist in decision making with prevention, prediction, error correction in systems and services, allowing to manage the health and performance of the most appropriate way systems. To check the compliance of the fault diagnosis of this architecture, we validate accuracy of inference of Bayesian network with cross-validation method using data sets generated by monitoring systems and services. / A computação em nuvem é um modelo de computação conveniente, pois permite a ubiquidade, com acesso sob demanda a um conjunto de recursos configuráveis e compartilhados, que podem ser rapidamente provisionados e disponibilizados com o mínimo de esforço ou interação com o fornecedor do serviço. IaaS é uma maneira diferente de entregar computação em nuvem, onde a infraestrutura de servidores, sistemas de rede, armazenamento e todo o ambiente necessário para o funcionamento do sistema operacional até aplicação são contratados como serviços. Entretanto, empresas tradicionais ainda possuem dúvidas com relação à transferência de seus dados para fora dos limites da corporação. A saúde de sistemas em computação em nuvem é algo fundamental para o negócio, e dada a complexidade dos sistemas é difícil garantir que todos os serviços e recursos funcionem adequadamente. A fim de garantir um gerenciamento mais adequado da saúde dos sistema e serviços na nuvem, propôs-se nesse trabalho uma arquitetura de diagnóstico de saúde de sistema de nuvem. A arquitetura foi modularizada, especializando funções de monitoramento, mineração de dados e inferência com rede Bayesiana. Nessa arquitetura, são fundamentais os registros de eventos de monitoramento dos sistemas e recursos computacionais, pois os dados registrados são minerados para identificar padrões de falhas. Para mineração dos dados de monitoramento foram propostos dois algoritmos: um para realizar a tarefa de pré- processamento dos dados e outro para realizar a transformação dos dados. Como produto da mineração dos dados, foram obtidos conjuntos de dados que foram o insumo para criar a rede Bayesiana. Por meio de algoritmos de aprendizagem estrutural e paramétrica foram criadas redes Bayesinas para cada sistema e disponibilizados por meio da computação em nuvem. A rede Bayesiana tem o objetivo de auxiliar na tomada de decis˜ao com prevenção, previsão, correção de falhas nos sistemas e serviços, permitindo assim gerenciar a saúde e o desempenho dos sistemas de forma mais adequada. Para verificar a aderência da arquitetura ao diagnóstico de falhas, validou-se a precisão de inferência da rede Bayesiana com o método de validação cruzada.

Made available in DSpace on 2011-05-04T12:42:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010 / No período que se seguiu a independência de Angola, de 1975 a 1992, viveu-se uma experiência de planejamento central como instrumento de gestão e como meio para se alcançar o desenvolvimento socioeconômico que, entretanto, revelou-se ineficiente. Desdea década de 1980, estão em curso reformas que englobam a desconcentração e descentralização de toda a administração pública incluindo do setor da saúde. O objetivo do estudo foi avaliar o processo de descentralização do Serviço Nacionalde Saúde (SNS) de Angola, buscando identificar as mudanças registradas e a visão dos diferentes atores sobre as mesmas. Procurou-se também discutir a regionalização dos serviços de saúde como importante instrumento estratégico para o aprofundamento da descentralização. A pesquisa abrangeu o período de 2000 a 2007 considerando todos os anos de implementação do processo, assenta-se na perspectiva de uma pesquisa avaliativa e de abordagem por triangulação de métodos, utilizando-se o Triângulo de Governo de Matus C. (1996) e a tríade de Donabedian (1980). Foram combinadas várias técnicas de pesquisa: entrevistas semi-estruturadas com atores de todos os níveis, observação direta, grupos focais e análise de fontes secundárias. Foi também utilizado um checklist para levantamento e reverificação de dados estatísticos.Os resultados do estudo mostram que, com a descentralização, foram registrados alguns avanços no SNS de Angola destacando-se, entre outros: a passagem da dependência administrativa das direções provinciais e repartições municipais da saúde para os órgãos da administração local do estado e a autonomia administrativa e financeira dos hospitais centrais e gerais e parcialmente dos hospitais municipais. Foram também identificados os recuos e debilidades do processo. O estudo concluiu que na série histórica analisada registrou-se a desconcentração integrada do SNS, sendo necessário o aprofundamento do processo, tendo em vista, a regionalização do sistema de serviços de saúde através do desenvolvimento dos Sistemas Locais de Saúde e do fortalecimento do Triângulo de Governo, procurando assegurar o acesso de toda a população a serviços eficazes, organizados segundo o nível de complexidade. / In the following period of the independence of Angola between the years 1975 and 1992, the country experienced a taste of "central planning" as a management tool and as a mean to achieve the "socioeconomic development" which, however, revealed itself ineffective. Since the 1980s, reforms which include the deconcentration and decentralization of the entire government are in progress, including the health sector. The objective of this study was to evaluate the decentralization process of the Angolan National Health Service (NHS), trying to identify the changes that took place and the comprehension of different actors on them. It also sought to discuss the regionalization of health services as an important strategic tool for the deepening decentralization. The survey covered the period between 2000 and 2007 considering all the years of the process, based on the prospect of an evaluative research approach and triangulation methods, using the Matus’ Government Triangle (1996) and the Donabedian’s triad (1980). Several research techniques were combined: semi-structured interviews with actors of all levels, direct observation, focus groups and analysis of secondary sources. It was used a checklist to survey and re-checking of statistical measures. The study results show that, with the decentralization, there have been some advances in the Angolan National Health Service highlighting, among others: the transition from the administrative dependence of the health provincials offices and the municipal health department to the local state government and the total autonomy of the administrative and financial aspects of the central and general hospitals, as well as the partial autonomy of the administrative and financial aspects of the municipal hospitals. It was also identified the setbacks and weaknesses of the process. The study concluded that in the analyzed period had been registered integrated deconcentration of the Angolan NHS, being still necessary the deepening of the process, considering the regionalization of the health care system through the development of Local Health Systems and strengthening of the Government Triangle for ensuring access to all the population to efficient services, organized according to level of complexity.