Made available in DSpace on 2019-04-05T23:03:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-03-07 / Knowledge-Based Systems (KBS) intend to solve complex problems through the acquisition, representation, and exploration of the expert knowledge. However, one best practical acceptance of this technology depends on the ability of KBSs to provide forms of interaction with users, such as explanation, cooperation, argumentation, and criticism, thus, allowing the agreement and the perception on the reasoning process and the used knowledge. This work presents a solution for the interactive KBSs construction that holds the definition of an architecture, the use of design patterns for interaction, and the instantiation of a unified interactive KBS development process - UPKi. The architecture for interactive KBSs defines its components and integrates requirements recommended by the Knowledge Engineering and Human-Computer Interaction areas. Basically, this integration aims at providing a method for KBS construction where interaction requirements are elicited and treated since the beginning of the system analysis. The use of interaction patterns aims at reducing the development effort with the reuse of robust and tested solutions. UPKi represents an iterative development process that allows a better control of the requirements and associated risks, besides defining how and when to reuse or implement the architecture components. The implementation of the architecture components and of an interaction pattern for Web explanation was performed, which can be reused in the development of other KBSs. The complete solution was applied in the construction of an interactive KBS for criminal agent decision making of the ExpertCop System, a geosimulator of crime level in a region of the city. / Sistemas Baseados em Conhecimento (SBC) buscam resolver problemas complexos através da aquisição, representação e exploração do conhecimento do especialista. No entanto, uma melhor aceitabilidade prática dessa tecnologia depende da capacidade dos SBCs de proverem formas de interação com os usuários, tais como explicação, cooperação, argumentação e crítica, possibilitando o entendimento e a percepção sobre o processo de raciocínio e sobre o conhecimento utilizado. Este trabalho apresenta uma solução para a construção de SBCs interativos que engloba a definição de uma arquitetura, o uso de padrões de projeto para interação, e a instanciação de um processo unificado de desenvolvimento de SBCs interativos UPKi. A arquitetura para SBCs interativos define seus componentes e integra requisitos preconizados pelas áreas de Engenharia de Conhecimento e Interação Humano-Computador. Basicamente, esta integração visa proporcionar um método de construção de SBC onde requisitos relativos à interação são eliciados e tratados desde o momento inicial da análise do sistema. O uso de padrões de interação visa reduzir o esforço de desenvolvimento da capacidade de interação a partir do reuso de soluções robustas e testadas. O UPKi representa um processo de desenvolvimento iterativo para SBCs que possibilita um maior controle dos requisitos e riscos associados, além de definir como e quando reusar ou implementar os componentes da arquitetura. A implementação dos componentes da arquitetura e de um padrão de interação para explicação na Web foi realizada, os quais podem ser reusados no desenvolvimento de outros SBCs. A solução completa foi aplicada na construção de um SBC interativo para tomada de decisão do agente criminoso do Sistema ExpertCop, um geosimulador da criminalidade em uma região da cidade.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

[pt] Estudos sobre diagnóstico precoce de falhas em hidrogenadores vêm sendo realizados por várias empresas do setor elétrico brasileiro, visando o estabelecimento de uma nova estratégia de manutenção destas máquinas, de forma a reduzir custos de manutenção e operação, bem como aumentar a confiabilidade do sistema elétrico. Este trabalho tem por finalidade apresentar um Sistema Especialista para diagnóstico precoce de falhas eletromecânicas em hidrogenadores. O método de diagnóstico proposto baseia-se na análise de vibrações observadas no eixo da máquina. As informações de vibração são tratadas, essencialmente, através do seu aspectro de freqüência (Transformada de Fourier do sinal no tempo). Outras informações adicionais também são utilizadas pelo Sistema para o refinamento do diagnóstico final a ser obtido. O Sistema Especialista desenvolvido, denominado DIAGH, utiliza um Banco de Conhecimento que foi constituído a partir de informações heurísticas obtidas através de relatos de especialistas, que conseguiram estabelecer o relacionamento de certas freqüências encontradas em tais aspectros, com falhas ocorridas em hidrogenadores. O Sistema DIAGH foi testado, utilizando-se dados reais obtidos a partir de uma das unidades geradoras da usina de Porto Colômbia pertencentes à FURNAS Centrais Elétricas. / [en] Studies on early diagnosis of hydrogenerators failure have been developed in many Brazilian utilities, regarding the establishment of a new maintenance strategy for these machines. The objectives to be achieved are the reduction in operation and maintenance costs as well as the increase in the system reliability. This work aims at presenting an Expert System for the early diagnosis of eletromechanical failures in hydroelectrical generators. The proposed disagnostic method is based on the analysis of the vibrations observed on the mechine shaft. The measured shaft vibrations are represented in the frequency domain by using the Fast Fourier Tranform. Additional information is also used for the final diagnostic improvement. The Expert System built in this work, called DIAGH, uses a knowledge base which was formed from heuristic information of sécialists. This information is concerned with the relationship between the occurrence of certain frequencies and hydrogenerator faults. The DIAGH system was tested through rela data obtained from one of the generation units of Porto Colômbia Substation of FURNAS Centrais Elétricas.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-04-24T13:17:50Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2075413 bytes, checksum: 43149ccec74c9149b6a512bbb4fb370d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T13:17:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2075413 bytes, checksum: 43149ccec74c9149b6a512bbb4fb370d (MD5) Previous issue date: 1999-05-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Foi desenvolvido o método de itinerário fitotécnico (MITEC), multicriterial, interativo e informatizado, para avaliação da sustentabilidade, bem como para redução da subjetividade no diagnóstico e desenho de sistemas de produção (SP) personalizados. Ele é capaz de calcular o potencial relativo de sustentabilidade (PRS) de opções fitotécnicas em confronto, a partir de uma fórmula de ponderação com oito coeficientes. Este cálculo é executado por sistemas especialistas inseridos no programa, a partir de parametrizações de caráter temporal e hierárquico, feitas pelo agricultor, pela comunidade, pelo técnico e por banco de dados. Para isto, são definidas as condições de cenário e parametrizadas as funções de sustentabilidade, os fatores de produção e a disponibilidade de recursos materiais e humanos. Para experimentar o método, foi conduzido um experimento fatorial 2 x 5 x 4 (dois níveis profissionais, cinco tipos de perfis paradigmáticos e quatro tipos de SP), no delineamento em blocos ao acaso, com três repetições (agricultores). As avaliações foram feitas com cada extensionista junto a três produtores de inhame (Colocasia e sculenta Schott), selecionados entre nove entrevistados da sua área de ação, que possuíam diferentes níveis de preocupação com o campo social, ambiental ou econômico. Em cada unidade de produção foram definidos quatro SP: do agricultor (SPA), do técnico sem o método (SPT), do técnico com o método (ITECT) e do MITEC (ITECM). O método foi significativamente eficiente na avaliação e agregação de PRS aos diferentes SP. Comprovou- se a redução de subjetividade, não havendo diferença significativa entre o PRS médio dos ITECT em relação à média dos ITECM, independente- mente do nível profissional e do perfil paradigmático. / MITEC (Plant Production Systems Diagnostic & Design Method) was developed in a multicriterial, interactive and computerised way for sustainability evaluation, as well as for reduction of subjectiveness in the diagnosis and design of specific agricultural production systems (SP). This expert system can calculate the Relative Sustainability Potential Index (PRS) of each technical option, through weighting formulae taking into account 8 coefficients. This calculation is based on temporal and hierarchical character evaluations made by the grower, the community, the staff of extension service and the database. For that, are defined the scenario conditions and evaluated the sustainability functions, production factors, the availability of material and human resources. The method was tested through an factorial experiment - 2 x 5 x 4 (2 professional levels, 5 types of paradigmatic profiles and 4 types of SP) - in a randomised block design, with 3 replications. In each region, 3 taro (Colocasia esculenta Schott) agroecosystems were evaluated by one member of the technical staff. These agroecosystems were those whose growers showed special concern about social, environmental and economic issues. Four production systems were developed for each taro field: grower production system (SPA); extension staff member’s production system without MITEC support (SPT); extension staff member’s production system with MITEC support (ITECT), and the MITEC production system (ITECM). MITEC proved to be an efficient method to evaluate production systems and to aggregate PRS to them. It was also able to reduce subjectiveness.

SANTOS FILHO, F. G. Diagnóstico de faltas em sistemas elétricos baseado em redes de Petri coloridas e técnicas de sistemas especialistas. 95 f. 2007. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-15T19:00:20Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_fgsantosfilho.pdf: 1234264 bytes, checksum: 5eaa9615cc11c88f7d3283ba67587b31 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-18T17:58:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_fgsantosfilho.pdf: 1234264 bytes, checksum: 5eaa9615cc11c88f7d3283ba67587b31 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-18T17:58:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_fgsantosfilho.pdf: 1234264 bytes, checksum: 5eaa9615cc11c88f7d3283ba67587b31 (MD5) Previous issue date: 2007-07-30 / When a fault occurs in an electrical system often an avalanche of information is made available to the System Operation Center making it difficult to the operator to identify the cause of the fault. The great deal of information provided by the supervisory system is of any value if it does not make easy to the operator, to take a right and prompt decision to bring the system back to normal operation. Based on the SCADA information a Fault Diagnosis System (SDF) was developed, which uses the Colored Petri Nets (CPN) method to filter out the large amount of information made available by the SCADA system and then to give the fault diagnosis. The drawback of the SDF is that the fault diagnosis is developed off line from the CPN final markings for all the likely fault conditions on the power system. In this work an Expert Program is developed to automatically convert the CPN final markings into the system fault diagnosis. The Expert Program interprets the results of the CPN model independent of the monitored electrical system, it diagnosis events that occur in substations as much as the transmission lines that connect the substations, providing a fast and concise diagnosis with common format and language to the operator. / Quando o sistema elétrico experimenta qualquer distúrbio uma avalanche de alarmes é reportada ao Centro de Operação do Sistema (COS) dificultando ao operador na identificação da causa do distúrbio. O grande volume de informações disponibilizado pelos sistemas supervisórios em condição de falta no sistema elétrico é de pouco valor se não possibilitar um rápido diagnóstico, para uma pronta e correta tomada de decisão e restabelecimento à condição normal de operação. Usando como entrada os dados informados pelo SCADA foi desenvolvido um Sistema de Diagnóstico de Faltas (SDF), baseado em Redes de Petri Coloridas (RPC), que filtra as informações do SCADA e é capaz de fornecer em tempo real aos operadores o diagnóstico para as faltas no sistema. O diagnóstico é obtido a partir da simulação off-line de um expressivo número de possíveis faltas no sistema em que a marcação final da RPC para cada falta é convertida em diagnóstico. Um Programa Especialista foi desenvolvido para a interpretação da marcação final fornecida pela RPC para geração automática do diagnóstico de falta. O Programa Especialista interpreta os resultados do modelo RPC independente do sistema elétrico monitorado, diagnosticando os eventos que ocorrem tanto em uma subestação quanto nas linhas de transmissão que ligam as subestações, fornecendo um diagnóstico rápido, sucinto, e com formato e linguagem comuns ao operador.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:49:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318579.pdf: 2684043 bytes, checksum: ead45ce72d9d2a3c6762b40cc67dc232 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um Sistema Especialista para diagnóstico das causas fundamentais dos problemas de baixo desempenho em compressores herméticos para refrigeração doméstica. O sistema foi desenvolvido para ser usado como ferramenta de suporte nas fases finais de implantação dos novos projetos de compressores. Foram implementados diagnósticos para os principais atributos de desempenho do compressor, a saber: capacidade de refrigeração, consumo de potência, mínima tensão de partida e ruído. Primeiramente, são revisados os conceitos fundamentais relativos a compressores herméticos e seus componentes, assim como para seus principais atributos de desempenho e problemas associados. Também são apresentados os fundamentos de Sistemas Especialistas e sua aplicação no desenvolvimento do Sistema Especialista. A seguir, é exposto o desenvolvimento do Sistema Especialista e seus processos de aquisição e representação do conhecimento, implementação do código computacional, verificação e validação do sistema. As conclusões mostram que a metodologia de Sistema Especialista foi aplicada com resultados satisfatórios no desenvolvimento do sistema para diagnósticos de problemas de baixo desempenho de compressores herméticos e que os diagnósticos elaborados estão atualizados e alinhados com as recomendações dos especialistas. Este sistema contribui para melhoria na qualidade dos diagnósticos das falhas, reduzindo tempo e custo das análises, além de permitir o compartilhamento de conhecimento e informações dos especialistas mais experientes com os técnicos mais jovens. Dois resultados principais foram obtidos para a empresa-alvo: o sistema foi incorporado como parte do programa para treinar novos técnicos e especialistas de vários países solicitaram utilização do sistema <br> / Abstract: This work presents the development of an Expert System for diagnosis of low performance root causes in hermetic compressors for household appliances. The system was developed to be used as support tool along the final product implementation phases. It was implemented diagnoses for main compressor performance attributes as follows: cooling capacity, power consumption, minimum starting voltage and noise. Initially, fundamental concepts related to hermetic compressor and components are revised as well as for their main performance attributes and associated problems. Next, basics of Expert Systems are presented and its application in developing the prototype system. The Expert System development and its processes of knowledge aquisition, knowledge representation, computational code implementation, verification and system validation are presented. Finally, conclusions show that Expert System methodology was applied with satisfactory results in the development of prototype system for low performance root cause diagnoses of hermetic compressors. Moreover, the diagnoses elaborated by the Expert System are updated and aligned with the recommendations of experts. The Expert System contributes to improve fault diagnosis quality reducing time and cost of analysis. Also, it allows knowledge and technical information sharing between the most experienced experts and beginners. Two main outcomes were the system has been incorporated as part of TechSkill program, to train new product analysts, and experts from different countries have requested to use the system.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-01-25T19:04:06Z No. of bitstreams: 1 2015_ManuelRodrigoUrbanoAbadia.pdf: 9719801 bytes, checksum: 996fa8e7f769a6fdc6f76073c2b9d8f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-01-26T14:37:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_ManuelRodrigoUrbanoAbadia.pdf: 9719801 bytes, checksum: 996fa8e7f769a6fdc6f76073c2b9d8f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-26T14:37:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_ManuelRodrigoUrbanoAbadia.pdf: 9719801 bytes, checksum: 996fa8e7f769a6fdc6f76073c2b9d8f0 (MD5) / Desde a reestruturação do setor de energia elétrica no Brasil e no mundo, as empresas de energia elétrica, em especial o pessoal técnico da operação e manutenção em usinas hidrelétricas, estão experimentando cada vez mais novos desafios de complexidade, relacionados em manter a confiabilidade do funcionamento dos ativos em unidades de geração hidrelétricas, pertencentes a usinas hidrelétricas. Dentro desses desafios, podemos dizer que o diagnóstico de falhas em tempo real de ativos em unidades de geração de energia hidrelétrica ainda é um problema não resolvido completamente, por causa de sua natureza multifatorial relacionada com a expansão física. O uso de novas tecnologias e normas de altos padrões de confiabilidade dos ativos na Usina Hidrelétrica, dificulta significativamente o processo de tomadas de decisão da equipe técnica. Em um esforço para ajudar a resolver esse problema particular, este trabalho propõe uma metodologia que aborda o problema do diagnóstico de falha em ativos das unidades de geração hidrelétrica, utilizando conceitos de lógica FUZZY e sistemas especialistas. Através do estado da arte analisou-se o problema de diagnóstico de falhas, e foram descritas as principais vantagens e desvantagens dos métodos contemporâneos. Abordando esse problema em particular, a fim de compreender o problema de pesquisa como um todo, a metodologia apresentada é baseada em conceitos de lógica FUZZY para representar o raciocínio da equipe técnica, em relação ao processo de diagnóstico de falhas, através de entrevistas e utilizando a técnica sistemática para análise de falhas chamada FMEA (Failure Mode e Analysis Effects). Além disso, o modelo de referência OSA-CBM (Open System Architecture for Maintenace Condition-Based) foi utilizado para estruturar a base de conhecimento do sistema especialista, através de regras de produção e FUZZY. Também é apresentada em detalhe a criação de regras de produção e regras FUZZY, abordando a experiência da equipe técnica no processo de diagnóstico de falhas. É importante ressaltar que todos os passos metodológicos são descritos em termos de dados reais e pertencem a uma Usina Hidrelétrica brasileira. Finalmente, como contribuição para a solução do problema de pesquisa anteriormente mencionado, esta solução proposta implementa uma forma diferente de implementação da lógica FUZZY para o problema, a fim de auxiliar no processo de tomada de decisão feito pelo pessoal técnico em relação ao diagnóstico de falhas em tempo real de ativos pertencentes a usinas hidrelétricas. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Since the restructuring of electrical sector in Brazil and in the globe, electric energy enterprises and specifically the operating and maintenance technical personnel in Hydroelectric Power Plants (HPPs) are experiencing, increasingly new complex challenges, basically related to maintain the reliability of the assets operating belonging to Hydroelectric Generating Units (HGUs). One of the most important challenges could be the online fault diagnosis of assets in HGUs that still is an open problem due to their multifactorial nature related to physical expansion, usage of new technologies and the compliance of regulations more strict about reliability of assets in HPPs what difficult considerably the decision making process executed by the technical personnel. As an effort to contribute to the solution of that particular open problem, this investigation introduces a methodology to approach the fault diagnosis problem in assets belongs to HGUs using concepts of FUZZY logic and expert systems. Firstly, through the state of the art, it is reviewed the fault diagnosis problem describing the main advantages and drawbacks of the contemporary methods approaching that particular open problem in order to understand the whole research problem. After that, it is presented a methodological proposal based on FUZZY logic concepts in order to model and represent the technical personnel’s expertise related to the fault diagnosis process through interviews by using a systematic technique, for analysis of faults, called FMEA (Failure Mode and Effects Analysis). In addition to this, it used the reference model OSA-CBM (Open System Architecture for Condition-Based Maintenance) for structuring the expert system knowledge base implementing crisp and FUZZY production rules. Also it is presented in detail the reasoning lines for building of the expert system knowledge base specifying the kind of crisp and FUZZY production rule implemented containing the technical personnel’s expertise about the fault diagnosis problem. It is important to point out that all the methodological steps are described in terms of actual data belong to a Brazilian HPP. Finally, as a contribution to the solution of the aforementioned problem could be mentioned this methodological proposal that investigates a different way for application of the fuzzy logic to that open problem in order to support the decision making process executed by technical personnel related to the online fault diagnosis process in assets belong to HPPs. ______________________________________________________________________________________________ RESUMEN / Desde la reestructuración del sector eléctrico en Brasil y en el mundo, las empresas de energía eléctrica y en particular el personal técnico de la operación y mantenimiento en plantas hidroeléctricas, están experimentando cada vez más nuevos desafíos de complejidad, relacionados básicamente a mantener la confiabilidad del funcionamiento de los activos en unidades de generación hidroeléctrica pertenecientes a plantas hidroeléctricas. Dentro de esos desafíos podemos decir que, el diagnóstico de fallas en tiempo real de activos en unidades de generación de energía hidroeléctrica es aún un problema sin solución completa, debido a su naturaleza multifactorial, relacionada a la expansión física, el uso de nuevas tecnologías y cumplimiento de normas más exigentes de confiabilidad en activos de la planta hidroeléctrica, dificultando considerablemente el proceso de tomada de decisión por parte del personal técnico. Como un esfuerzo para contribuir a la solución del problema en particular, este trabajo de investigación propone una solución que aborda el problema de diagnóstico de fallas en activos de unidades de generación hidroeléctrica, usando conceptos de lógica FUZZY y sistema computacional especialistas. Por medio del estado del arte, es analizado el problema de diagnóstico de fallas, describiendo las principales ventajas y desventajas de los métodos contemporáneos abordando el problema en particular, con el objetivo de entender el problema de investigación como un todo. Después de eso, es presentada la solución propuesta basada en conceptos de lógica FUZZY, para modelar y representar el raciocinio del personal técnico en el proceso de diagnóstico de fallas, e por medio de entrevistas usando una técnica sistemática para análisis de fallas llamada FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) para aquirir el conocimento del personal especialista. Además de eso, es usado el modelo de referencia OSA-CBM (Open System Architecture for Condition-Based Maintenance) para la estructuración de la base de conocimiento del sistema especialista, para la creación de reglas de producción y reglas difusas. También es presentada detalladamente la creación de las reglas de producción e reglas FUZZY, referentes a la experiencia del personal técnico en el proceso de diagnóstico de fallas. Es importante señalar que todos los pasos metodológicos son descritos en términos de datos reales pertenecientes a una planta hidroeléctrica brasileña. Finalmente, como una contribución a la resolución del problema de investigación previamente mencionado, puede ser mencionada esta propuesta metodológica que investiga una forma diferente de aplicar la lógica difusa a ese problema, con el objetivo de auxiliar en el proceso de tomada de decisión por parte del personal técnico en relación al diagnóstico de fallas en tiempo real de activos pertenecientes a plantas hidroeléctricas.

O processo de aquisição do conhecimento é uma das principais etapas de desenvolvimento de um sistema especialista e é considerado como um dos estágios mais difíceis. Essa dificuldade se dá em virtude da inexistência de uma metodologia eficiente, confiável e padrão para extração e organização do conhecimento das várias fontes. O método apresentado neste trabalho é uma alternativa que pode ser empregada para adquirir o conhecimento para desenvolver sistemas especialistas para diagnóstico de falhas em diferentes áreas da indústria. Este trabalho apresenta um método que integra as técnicas de confiabilidade e risco, tais como, Análise de Modos e Efeitos de Falha (FMEA), Análise de Árvore de falhas (FTA) e Estudo de Perigo e Operabilidade (HAZOP) para aquisição do conhecimento para o diagnóstico de falhas. O método também permite estimar a periocidade da manutenção preventiva aplicando os conceitos de manutenção imperfeita e teoria de decisão multicritério. O método utilizada técnicas empregadas em análise de confiabilidade e risco para determinar a relação entre efeito da falha em um sistema e as suas causas raiz com o objetivo de estabelecer um procedimento estruturado para aquisição do conhecimento associado à relação causa-efeito em um sistema. O método foi validado com a comparação do histórico de falhas de um sistema hidráulico de uma usina hidrelétrica e, considerando-se que os eventos definidos como causa raiz registrados no histórico de falhas foram encontrados como resultados da análise pelo sistema especialista, tem-se a validação. O método para determinar a periocidade da manutenção preventiva foi validado com os resultados de artigos e com os planos de manutenção da usina. / The process of knowledge acquisition is a major step in developing an expert system and is considered as one of the most difficult stages. This difficulty is due to the lack of an efficient, reliable and standard methodology for extraction and organization of knowledge from various sources. The method presented in this thesis is an alternative that can be used to acquire the knowledge to develop expert systems for fault diagnosis in different areas of industry. This thesis presents a method that integrates risk and reliability analysis techniques such as Failure Modes and Effects Analysis (FMEA), Fault Tree Analysis (FTA) and Hazard and Operability Study (HAZOP) for the acquisition of knowledge to fault diagnosis. The method also allows estimating the optimal intervention times of preventive maintenance by applying the imperfect maintenance and multicriteria concepts. The method uses techniques that are employed in reliability and risk analysis to determine the relationship between fault effect in the system and its root causes in order to establish a structured acquisition of knowledge associated with the causeeffect relationship in a system procedure. The method was validated by comparing the failure database related to a hydropower plant hydraulic system and, considering that the events defined as root causes recorded in the failure database were found by expert system, the method was validated. The method for determining the optimal intervention time for preventive maintenance has been validated with the results of articles and maintenance plans of the plant.

nÃo hà / Esta dissertaÃÃo apresenta os resultados de um sistema de auxÃlio ao diagnÃstico mÃdico implementado atravÃs de classificadores estatÃsticos e neurais. O Sistema Inteligente para DiagnÃstico de Patologias da Coluna Vertebral (SINPATCO) à composto por trÃs subsistemas, a saber: interface grÃfica, classificaÃÃo de patologias e extraÃÃo de conhecimento. O mÃdulo de interface grÃfica permite uma interaÃÃo amigÃvel com o especialista mÃdico. O mÃdulo de classificaÃÃo automÃtica de patologias à implementado por diferentes algoritmos, tais como discriminantes linear e quadrÃtico, Naive Bayes, K-Vizinhos mais PrÃximos (KNN), rede MLP, rede SOM e rede GRNN. O mÃdulo de extra ÃÃo de conhecimento à responsÃvel pela extraÃÃo de regras proposicionais a partir dos classificadores treinados, a fim de elucidar para o mÃdico ortopedista como o classificador chega ao diagnÃstico final. Em particular, o mÃdulo de classificaÃÃo de patologias da plataforma SINPATCO utiliza atributos biomecÃnicos recentemente propostos para efetuar a categorizaÃÃo de um paciente em trÃs classes: pacientes normais, pacientes com espondilolistese e pacientes com hÃrnia de disco. Os diversos classificadores supracitados sÃo comparados com relaÃÃo à taxa de acerto, nÃmero de falsos positivos, nÃmero de falsos negativos e sensibilidade a amostras discrepantes (outliers). As contribuiÃÃes deste trabalho sÃo variadas, indo desde do fato de ser provavelmente o primeiro a usar um conjunto recente de atributos biomecÃnicos para projeto de classificadores na Ãrea de medicina ortopÃdica, passando pelo estudo comparativo do desempenho de vÃrios classificadores, atà a extraÃÃo de regras a partir dos classificadores com melhor desempenho para explicar o diagnÃstico obtido ao mÃdico, para posterior avaliaÃÃo. Atà onde se tem conhecimento, a combinaÃÃo destas trÃs contribuiÃÃes torna o sistema SINPATCO inovador na Ãrea de ortopedia mÃdica, servindo de auxÃlio na atividade de diagnÃstico e facilitando o trabalho dos profissionais dessa Ãrea. AlÃm servir como ferramenta de auxÃlio ao diagnÃstico do mÃdico especializado em ortopedia, o sistema SINPATCO pode ser usado por clÃnicos nÃo-especialistas em ortopedia, a fim de minimizar a carÃncia de ortopedistas em regiÃes remotas, agilizando o atendimento e o encaminhamento do paciente para centros mais desenvolvidos. / This dissertation presents the results obtained from a computer-aided medical diagnostic system implemented through statistical and neural pattern classifiers. The Intelligent System for Diagnosis of Pathologies of the Vertebral Column (SINPATCO) has a modular architecture and is composed of three subsystems, namely: graphical interface, classification of pathology, and knowledge extraction. The graphical interface module allows a friendly man-machine interaction with the physician. The pathology classification module is implemented through difierent algorithms, such as linear and quadratic discriminants, Naive Bayes classifier, K Nearest Neighbors (KNN) classifier, Multilayer Perceptron (MLP) network, Self-Organizing Map (SOM) network, ang Generalized Regression network (GRNN). The knowledge extraction module is responsible for rule extraction from trained neural network based classifiers, in order to elucidate the neural-based diagnostic to the orthopedist. In particular, the pathology classification module of the SINPATCO platform uses recently proposed biomechanical attributes to categorize a patient into one out of three classes: normal subjects, subjects with spondilolistesis, and subjects with disk hernia. All the aforementioned classifiers are evaluated with respect their pathology recognition rate, number of false positive cases, number of false negative cases and sensitivity to outliers. The contribution of this work is manifold. Starting from the fact that it is probably the first to use (within the orthopaedic medicine) a recently proposed set of biomechanical measurements for the design of classifiers, this work also evaluates several pattern classifiers in the diagnosis of patologies of the vertebral column, and allows knowledge extraction from the trained classifiers in order to elucidate the obtained diagnostic to the physician. To the best of our knowledge, the combination of these three contributions makes the SINPATCO platform an innovative computer-aid tool for the orthopedist, facilitating the work of these professionals. Despite the fact that the SINPATCO platform can serve as a computer-aided diagnostic tool in the orthopedic medicine, it can also be used by non-expert clinicians, in order to minimize the lack of orthopedists in remote regions, speeding up the treatment and the transferring of patients to more developed centers.

Submitted by Dilene Paulo (dilene.fatima@ufcg.edu.br) on 2018-03-13T11:25:01Z No. of bitstreams: 1 RAISSA MATIAS DA SILVA – DISSERTAÇÃO PPGCC 2016.pdf: 12305585 bytes, checksum: 2914208d83a82b120e393d5f5fe4c30f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-13T11:25:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RAISSA MATIAS DA SILVA – DISSERTAÇÃO PPGCC 2016.pdf: 12305585 bytes, checksum: 2914208d83a82b120e393d5f5fe4c30f (MD5) Previous issue date: 2016 / Um dos principais desafios na construção de uma Rede Bayesiana (RB) é definir as tabelas de probabilidade condicional dos nós (TPC). Para RB de larga escala, aprender TPC por meio da elicitação de domínio do conhecimento de um especialista é inviável. Trabalhos anteriores propuseram soluções para este problema usando o conceito de nós ranqueados, no entanto, eles têm capacidade limitada de modelagem ou precisam contar com especialistas em RB parar aplicá-los, reduzindo a sua aplicabilidade. Neste trabalho, são propostos e avaliados três métodos para resolução deste problema. O primeiro utiliza um sistema especialista baseado em regras de produção. O segundo método utiliza força bruta, buscando um conjunto de todas as combinações possíveis. O terceiro método utiliza um algoritmo genético para definição de TPC por especialistas sem conhecimento específico de nós ranqueados. Para avaliar as abordagens, foi executado um experimento que permitiuidentificar as vantagens e as desvantagens de cada método, dependendo do tempo deprocessamento, disponibilidade de memória e a quantidade denós pais da RB. Ao usaralguma das soluções apresentadas, um praticante pode definir com maior precisão as TPCsem entender o conceito de nós ranqueados. / One of the key challenges in constructing a Bayesian network (BN) is defining the node probability tables (NPT). For large-scale BN, learning NPT through domain experts knowledge elicitation is unfeasible. Previous works proposed solutions to this problem using the concept of ranked nodes; however, they have limited modeling capabilities or rely on BN experts to apply them, reducing their applicability. In this work, we propose and evaluate three methods to solve the problem. First, an expert system based on production rules. Second, a method using a brute-force algorithm to identify a set of possible combination. Finally, a method using genetic algorithm to define NPTs with no ranked nodes-specific knowledge. To validate this approach, it was executed an experiment with a BN already published in the literature. Results demonstrated the advantages and disadvantages of each method depending on time, memory availability and parents node quantity. By using one of the presented solution, a practitioner can accurately define NPTs without understanding the concept ofranked nodes.