Open Platform Communication Unified Architecture, or OPC UA, is a world-leading communication protocol specializing in unifying and automating production systems communication. In 2018 the OPC Foundation, an industrial consortium, started the OPC UA Field eXchange initiative to develop the current protocol to extend the reach of the communication down to field level devices like sensors and actuators. This paper explores whether OPC UA FX software can be implemented and integrated with HMS Networks’ product AnyBus CompactCom M40.  The problem formulation stems from the future need for factory communication. For factories to compete, they need to adapt and keep up with the technological progression. OPC UA FX is based on decentralized communication where devices transmit data to each other by distributing the load over the entire system.   The purpose of this report is to, based on the Open62541 implementation, develop software that extends OPC UA with PubSub functionality and methods that enable two or more instances to run as an FX application, meaning that the program publishes and subscribes data simultaneously. Once the software is developed, we integrate it on an AnyBus CompactCom 40 module. This will work as a communication prototype that proves that it is possible to extend OPC UA with FX into HMS Networks’ products.  Open62541 is used to gather libraries and methods needed for OPC UA development. The software is developed using C in Visual Studios and integrated into the hardware using Eclipse.  The result in the form of software was a connection-oriented data exchange, based on the OPC UA information model, where two or more instances can publish and subscribe to information simultaneously. HMS Networks can use the result on their way to implementing OPC UA FX in their products.  In conclusion, the Open62541 implementation is beneficial when developing the OPC UA protocol. The software is complete, but it could not be fully integrated into the CompactCom module. The achieved application is still useful for the development of HMS Network’s products that might use the protocol. / Open Platform Communication Unified Architechure, eller OPC UA, är ett av de världsledande kommunikationsprotokoll som är specialiserat i att förena kommunikation i produktionssystem. 2018 startade OPC Foundation, ett industriellt konsortium, ett initiativ vid namn OPC UA Field eXchange med målet att utvekcla det nuvarande protokollet så att det kan användas till kommunikation på låg nivå, exempelvis mellan sensorer och ställdon. Denna rapport utforskar ifall det är möjligt att utveckla protokollet och integrera det i HMS Networks modul AnyBus CompactCom 40.  Problemformluleringen baseras på framtida behov hos fabriker relaterat till automatisering. För att konkurrera framöver behöver fabriker anpassa sig till utvecklingen inom automatisering. OPC UA FX fokuserar på decentralierad kommunikation mellan enheter som fältanordning, maskin och moln samtidigt för att belastningen ska delas upp över hela systemet. Samtidigt som enheter i industiella nätverket fritt ska kunna överföra data mellan varandra oberoende vilken tillverkare som skapat enheten.   Syftet med arbetet är att, baserat på Open62541, utveckla PubSub teknologi med metoder som möjlighetsgör att två eller fler instanser av en FX applikation ska kunna transportera data genom att prenumerera på och publicera data samtidigt. När mjukvaran fungerar är tanken att integrera mjukvaran på en AnyBus CompactCom 40 modul för att bevisa att implementationen är möjlig i ett praktiskt sammanhang.  Open62541 används för att inkludera nödvändiga OPC UA bibliotek, funktionalitet och datatyper. Protokollet utvecklas i C i en VisualStudio miljö och integreras med hjälp av Eclipse. Resultatet i form av mjukvara var en kopplings intriktat data utbyte, baserad på OPC UA information modell, där en eller två instanser av ett program kan publicera och prenumerera på data samtidigt. HMS Networks kan använda resultatet i arbetet att implementera OPC UA FX i deras produkter. ​Sammanfattningsvis är Open62541 ett mycket användbart verktyg för utvekcling av OPC UA protokol. Dessvärre lyckades inte integrationen av mjukvaran i CompactCom modulen helt och hållet, men det som åstadkommits i arbetet kan i hög grad användas för fortsatt utveckling av OPC UA FX i HMS Networks produkter.

This item contains the agenda, minutes, and attachments for the Faculty Senate meeting on this date. There may be additional materials from the meeting available at the Faculty Center.

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Submitted by Secretaria Pós de Produção (tpp@vm.uff.br) on 2017-07-27T19:12:43Z No. of bitstreams: 1 D2016 - Frederico Galaxe Paes.pdf: 5062594 bytes, checksum: 6141e589af7945cfd88fe0b9b3d62443 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-27T19:12:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 D2016 - Frederico Galaxe Paes.pdf: 5062594 bytes, checksum: 6141e589af7945cfd88fe0b9b3d62443 (MD5) / Este trabalho aborda os seguintes problemas: Problema Quadrático de Alocação (PQA), Problema de Leiaute de Facilidades com Áreas Diferentes (PLFAD) e o Problema Job Shop Sem Espera (PJSSE). O PQA é um clássico problema de otimização combinatória, cujo objetivo é minimizar a soma das distâncias entre pares de locais distintos, ponderadas pelos fluxos entre as facilidades neles alocadas. O objetivo desta parte do trabalho é investigar técnicas heurísticas da literatura com base num conjunto de instâncias de referência do PQA. Os experimentos relatadosenvolveramAlgoritmosMeméticos(AM),técnicasdediversidadeadaptativa,algoritmos ILS (Iterated Local Search), busca locais 2-exchange e cadeia de ejeção (Ejection Chain). Doze algoritmos foram testados em 37 instâncias de referência obtidas da QAPLIB levando à escolha da combinação de técnicas mais adequada ao problema. A partir das observações obtidas do estudo anterior, decidiu-se abordar o PLFAD, de natureza semelhante ao PQA. No PLFAD, o objetivo é dimensionar e localizar facilidades retangulares em um espaço ilimitado e contínuo, sem sobreposição, de modo a minimizar a soma das distâncias entre facilidades ponderada pelos fluxos de manuseio de material. Porém, a pesquisa mostrou que devido a estrutura amarrada apresentada pelas soluções do PLFAD, métodos tradicionais de busca local tornam o problema caro computacionalmente, principalmente pelo tratamento da inviabilidade, devido a sobreposição. Duas abordagens algorítmicas são então introduzidas para tratar o problema: um Algoritmo Genético (GA) básico e um GA combinado com uma estratégia de decomposiçãoviadesconstruçãoereconstruçãoparcialdasolução. Paradecomporeficientemente o problema, uma estrutura especial é imposta às soluções impedindo que as facilidade cruzem os eixos X ou Y. Embora esta restrição possa deteriorar o valor da melhor solução encontrada, ela também aumenta muito a capacidade de busca do método em problemas de médio e grande porte. Comomostradopelosexperimentos,oalgoritmoresultanteproduzsoluçõesdealtaqualidadepara doisgruposdeinstânciasclássicasdaliteratura,melhorando6das8melhoressoluçõesconhecidas do primeiro grupo e todas as instâncias de médio e grande porte do segundo grupo. Para algumas das maiores instâncias do segundo grupo, com 90 ou 100 facilidades, a melhora média das soluções ficou em torno de6%ou7%quando comparado aos algoritmos anteriores, com menor tempo de CPU. Para tais instâncias, métodos exatos atuais são impraticáveis. Finalmente é apresentado o PJSSE, escolhido devido às suas soluções apresentarem uma natureza semelhante àquelas do PLFAD. Uma algoritmo baseado em GA, cuja construção da solução é efetuada por um algoritmo guloso eficiente, é proposto para resolver instâncias de referência da literatura obtendo resultados promissores e com menor tempo computacional comparado com abordagens anteriores, principalmente em instâncias de grande porte. / This work address the following problems: Quadratic Assignment Problem (QAP), Unequal Area Facility Layout Problem (UA-FLP), and the Job Shop Problem No-Wait (JSPNW). The QAP is a classic combinatorial optimization problem, which aims to minimize the sum of distances between pairs of different locations, weighted by flows between facilities allocated in them. The objective of this part of the work is to investigate heuristic techniques of the literature based on a benchmark datasets of the QAP. We perform experiments with Memetic Algorithms (MA), adaptive diversity techniques, Iterated Local Search (ILS) algorithms, local searches 2−exchange andEjectionChains. Twelvealgorithmshavebeentestedin37benchmarkdatasets obtained from QAPLIB thus enabling to identify a combination of more suitable techiques for the problem. Based on the observations of the previous study, we decided to address the UA-FLP, of similar nature to QAP. The UA-FLP, aims to dimension and locate rectangular facilities in an unlimited floor space, without overlap, while minimizing the sum of distances among facilities weighted by “material-handling"flows. However, the research has shown that due to the tight structure of good UA-FLP solutions, traditional methods of local search make the problem expensive computationally, mainly by infeasibility treatment due to overlap. We introduce two algorithmic approaches to address this problem: a simple Genetic Algorithm (GA), and a GA combined with a decomposition strategy via partial solution deconstructions and reconstructions. To efficiently decompose the problem, we impose a solution structure where no facility should cross the X or Y axis. Although this restriction can possibly deteriorate the value of the best achievable solution, it also greatly enhances the search capabilities of the method on medium and large problems. As highlighted by our experiments, the resulting algorithm produces solutions of high quality for the two classic datasets of the literature, improving 6 out of the 8 best known solutions from the first set and all medium- and large-scale instances from the second set. For some of the largest instances of the second set, with 90 or 100 facilities, the average solution improvement goes as high as 6% or 7% when compared to previous algorithms, in less CPU time. For such instances, current exact methods are impracticable. Finally is presented the PJSSE, chosen because of its solutions present a nature similar to those of PLFAD. An algorithm based on GA, where the construction of the solution is made by an greedy eficient algorithm, is proposed to solve benchmark instances of the literature. Promising results have been achieved in less CPU-time than previous approaches, especially for larger scale instances.

L'étude des magmas issus des points chauds est essentielle pour la compréhension de la structure et de la composition des panaches mantelliques et de leurs interactions avec la lithosphère océanique. Jusqu'au début des années 1990, les données sur les îles Marquises ne provenaient que de missions exploratoires. De ce fait, les modèles géochimiques de fonctionnement du point chaud marquisien publiés de 1986 à 1993 ne reposaient que sur un échantillonnage très partiel. Ils ont fortement sous-estimé les interactions entre les magmas issus du point chaud et la lithosphère océanique et négligé la complexité de l'origine des laves évoluées (trachytes et phonolites), parfois très abondantes. Depuis 1995, des études ponctuelles plus précises ont montré que l'évolution géochimique des laves au cours du temps variait considérablement d'une île à l'autre, reflétant l'hétérogénéité à petite échelle du panache ainsi que des interactions lithosphère – asthénosphère complexes. Le programme de cartographie des îles du groupe central des Marquises (Nuku Hiva, Ua Huka, Ua Pou) a été initié par le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) en 2000. Il a permis l'étude de leurs structures, ainsi qu'un échantillonnage détaillé que nous avons exploité du point de vue pétrologique et géochimique. L'archipel des Marquises repose sur une croûte océanique formée à l'axe de la dorsale Pacifique-Farallon entre 53 et 49 Ma et fortement épaissie sous la partie centrale de l'archipel où le Moho atteint des profondeurs de 15 à 20 km. L'application d'un modèle thermique permet de tester l'hypothèse d'une mise en place rapide d'un épais sous-placage mafique contemporain du volcanisme de point chaud récent exprimé en surface (5,8-0,4 Ma). La subsidence thermique prédite par ce modèle diminue rapidement pendant les trois premiers millions d'années, depuis 250 à 50 m/Ma. Or, des terrasses d'abrasion marine, dont l'origine est attribuée au dernier haut niveau marin interglaciaire daté à 125 ka, bordent toutes les îles des Marquises à 2 m d'altitude. Aucune différence de subsidence n'est observée entre les îles les plus anciennes et celles les plus récentes. Ces observations ne sont pas en accord avec le modèle de subsidence thermique postérieure à un événement de sous-placage récent et sont, par contre, compatibles avec l'hypothèse d'un épaississement ancien dû à la mise en place d'un plateau océanique dans le futur substratum de l'archipel. L'île de Ua Pou est connue de longue date pour l'abondance exceptionnelle de ses phonolites. Sa première cartographie systématique permet une estimation du volume de sa partie émergée (27,5 km3) incluant 18 km3 de phonolites (65 %) mises en place en deux étapes distinctes, 2 km3 d'autres laves intermédiaires et évoluées (8 %) et 7,5 km3 de laves mafiques (27 %). L'île de Ua Pou présente une série alcaline allant des basanites jusqu'aux phonolites avec une distribution bimodale basanites-phonolites très nette, ainsi qu'une lacune de Daly se traduisant par l'absence de phonotéphrites. Les analyses d'éléments majeurs et en trace, ainsi que les isotopes du Sr, Nd, Pb couplés aux données chronologiques (K-Ar) permettent de discuter l'histoire pétrogénétique complexe de l'île. L'activité aérienne de Ua Pou débute vers 4 Ma par la mise en place de tholéiites à olivine dérivant d'une source mantellique de signature HIMU jeune. Elle reprend vers 2,9 Ma avec la fusion partielle d'une source hétérogène à signature dominante EM II + HIMU jeune qui produit des liquides basanitiques primaires. Ces liquides se mettent en place à la fois en profondeur et en surface et évoluent par cristallisation fractionnée pour former les téphrites. En même temps, la refusion en profondeur de ce matériel basanitique produit des magmas téphriphonolitiques en laissant un résidu riche en amphibole. Ces magmas évoluent alors par cristallisation fractionnée pour former des liquides phonolitiques, lesquels peuvent subir une contamination par l'eau de mer. Alors que la production de ces deux types de phonolites continue de façon relativement synchrone avec la mise en place des basanites, de nouveaux processus fonctionnant en système ouvert apparaissent entre environ 2,6 et 2,4 Ma. Ils permettent la formation de téphriphonolites et de phonolites ayant assimilé du matériel de type plagiogranitique à signature HIMU et la genèse de phonolites extrêmement différenciées ayant incorporé du matériel de la croûte océanique à signature DMM. Ainsi, l'île de Ua Pou peut être considérée comme un exemple typique de série intraocéanique dans laquelle la prédominance des laves évoluées reflète leur origine par fusion partielle de précurseurs mafiques suivie de la contamination crustale plutôt que par cristallisation fractionnée. L'île de Nuku Hiva est constituée de deux volcans emboîtés : le volcan-bouclier externe (volcan du Tekao) formé de tholéiites à olivines et le volcan interne de Taiohae présentant une série alcaline continue depuis les basaltes jusqu'aux trachytes. Il existe d'importantes différences géochimiques entre ces deux volcans, le premier présentant une signature à tendance DMM et le second une signature de type EM II prédominante. Cette dualité est attribuée à des variations des taux de fusion partielle d'un manteau-source hétérogène. Au sein du volcan interne, les laves intermédiaires (hawaiites et mugéarites) dérivent des basaltes par cristallisation fractionnée sous forte pression d'eau, dominée par le fractionnement de l'amphibole en proportions importantes (jusqu'à 25%). L'origine des laves évoluées (benmoréites et trachytes) de Nuku Hiva demeure problématique. Leur signature isotopique très différente de celle des basaltes et laves intermédiaires du volcan interne amène à envisager 1) la cristallisation fractionnée des magmas mafiques-intermédiaires couplée avec l'assimilation de matériel océanique à signature fortement EM II ou 2) leur origine par fusion partielle de précurseurs mafiques non échantillonnés sur la partie aérienne de l'île. Ainsi, l'île de Nuku Hiva montre que les signatures géochimiques des laves varient au cours du temps. Cette île peut être considérée comme un exemple typique de série intraocéanique dans laquelle l'évolution des laves est contrôlée par des processus de cristallisation fractionnée sous forte pression d'eau et l'origine des laves évoluées met en évidence des interactions lithosphère-asthénophère complexes. Le modèle de point chaud le plus adéquat pour rendre compte de la forte hétérogénéité géochimique des Marquises est celui d'un panache très hétérogène contenant des éléments de signature de croûte océanique subductée (HIMU) et de sédiments terrigènes (EM II) répartis de façon aléatoire. Au terme de sa remontée, le panache incorpore du manteau sublithosphérique appauvri (DMM). Cette signature DMM peut également refléter soit la fusion de la base de la lithosphère océanique au-dessus du panache, soit des interactions entre les magmas ascendants et les roches de cette lithosphère. Les variations des taux de fusion partielle et l'interaction entre les liquides basaltiques et la croûte océanique au sein de réservoirs intracrustaux permettent également de rendre compte de l'hétérogénéité des laves au sein d'une même île. Bien que ces effets ne soient pas documentés pour l'ensemble des îles de l'archipel, il est possible de supposer que l'essentiel de l'hétérogénéité géochimique des laves des Marquises résulte du mélange en proportions variables des trois pôles mantelliques EM II, HIMU et DMM. En faisant l'hypothèse que le panache contient uniquement les pôles EM II et HIMU et que le pôle DMM seul est contenu dans la partie crustale de la lithosphère océanique, il est possible de faire un modèle de mélange entre ces trois pôles et en deux étapes : 1) le mélange entre les pôles EM II et HIMU permet d'estimer les proportions de chacun de ces composants dans les liquides issus du panache, 2) le mélange entre ces liquides hybrides et la lithosphère océanique à signature DMM, ce qui conduit à une estimation quantifiée des interactions entre le panache et la lithosphère océanique. Ainsi, la contribution du pôle DMM est dominante pour les îles d'Eiao, Nuku Hiva, Ua Huka et Hiva Oa. Celle du pôle EM II est dominante pour les laves alcalines de Ua Pou alors que celle du pôle HIMU domine à Fatu Hiva et pour les tholéiites de Ua Pou. Pour ces deux dernières îles, la contribution du pôle DMM est la plus restreinte. Pour la majorité des îles, la contribution du pôle DMM est importante ce qui peut indiquer : 1) que le pôle DMM est également présent dans la composition du panache profond, et/ou : 2) que l'incorporation de matériel appauvri DMM modifie considérablement la composition des liquides directement issus du panache. Cette dernière hypothèse est compatible avec celle de l'existence d'un plateau océanique dans le substratum marquisien, dont les roches à signature DMM prédominante interagiraient avec les magmas issus du panache.

Denna rapport går igenom den nya industriella revolution 4.0. Vi kommer se över hur den nya revolution 4.0 och process and producering industrin korrelerar. En genomgång av vad revolution 4.0 egentligen är, hur den är uppbyggd och vad den innebär. Vi kommer även gå igenom design aspekterna av ”industrie 4.0”. Parallellt med min undersökning av revolution 4.0 kommer jag att, på förteget Honeywell’s bekostnad, göra ett HMI till en PLC. Jag knyta ihop allt genom att visa parallellerna mellan centrala delar i revolutionen 4.0, så som kommunikations protokoll, och mitt projekt på Honeywell . / In this thesis we will look at the new industrial revolution 4.0. I will explain what the revolution 4.0 is, how it correlates with generic industrial automation and I will also present design aspects of the industrie 4.0 and central communication technologies that are in line with the industrial revolution 4.0. In parallel with the study and research of the revolution 4.0 – I will, on Honeywell’s behalf, make a demonstrational human machine interface for a programmable logic controller. You the reader will have a solid understanding of the hierarchies that are found in the process and manufacturing industry. And how central communication technologies of the industrial revolution 4.0 correlates with the Honeywell HMI/PLC project.

Orientador: Marcos Antonio Corrêa / Resumo: O aumento da preocupação com a estética e saúde corporal vem elevando a demanda por produtos cosméticos contendo ativos que previnam o envelhecimento e outras alterações cutâneas. O ácido ursólico (AU), ativo natural extraído de plantas como o alecrim e o manjericão, tem se demonstrado interessante para incorporação em cosméticos por possuir potencial antioxidante, despigmentante, propriedade antimicrobiana, entre outras. Este trabalho teve como objetivo avaliar a possibilidade da utilização do AU como um ativo cosmético multifuncional através da avaliação da eficácia e citotoxicidade in vitro do AU, bem como o preparo e avaliação de uma emulsão contendo o ativo. O potencial antioxidante do AU foi avaliado por meio de métodos de inibição de radicais como o 1,1-difenil-2-picrilhidrazila (DPPH•) e o 2,2 -azino bis-(3-ethylbenzothiazoline)-6-sulfonic acid (ABTS•+), tendo demonstrado atividade antioxidante, com IC50 de 235,61 µg/mL para técnica com DPPH• e 107,17 µg/mL para técnica com ABTS•+. A atividade despigmentante foi verificada através da inibição da enzima tirosinase, utilizando 3,4-dihydroxy-L-phenylalanine (L-DOPA) como substrato, e apresentando como resultado um IC50 de 338,00 µg/mL. Para a avaliação da atividade antimicrobiana diversas cepas foram testadas a partir da determinação da concentração inibitória mínima (CIM) pela técnica de diluição em microplacas, e da concentração bactericida mínima (CBM) pela replicação em placa de Petri, seguindo suplemento M100-S16 do... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

This work deals with the implementation of data continuity within the project documentation. This data continuity is implemented in order to follow the Industry 4.0 philosophy, already in the early design phase of the project. The project also gives an example of the implementation of the Internet of Things and the possibility of using it in industrial zones.

This diploma thesis deals with the creation of a general communication interface between the smart product and process cells within test bed Barman. The aim is to create distributed production according to the Industry 4.0 concept, where each product manages it’s production itself. The first part deals with the analysis of test bed, where are discussed requirements and method of production. Then with the selection of a communication protocol that would meet Industry 4.0 and distributed control requirements. The result of the research was OPC UA communication protocol. Using this protocol, the product and the process cell will communicate with each other. I chose the appropriate implementation for the selected protocol to be used for creating communication modules of the product and the process cell. Production data will be stored in an RFID chip located in the product. Part of the work is devoted to creation this data structure, which contains the recipe as well as production state data. Creation of RFID reader is the work of another student, with whom I solved the method of data exchange between application of the reader and the communication module of the product. When creating a communication module of the process cell, I solved the design of an information model that describes the entire process cell, and the dynamic creation of nodes in the address space. I have mentioned a few examples of how I worked with a selected implementation of OPC UA and how I used it in both applications. I implemented decentralized search of another process cells in the local network. This feature was easy to implement with OPC UA, specifically with the LDS-ME service. I solved the control of production for the communication module of the product and method of communication with the process cell. And in the last part I deal with manual, which describes how to compile projects correctly, specifically on the Linux operating system, and I have described a way to test the whole solution together with the results.

The purpose of this bachelor's degree project is to address the problem of automation of a storing system complex enough to be able to understand and manage the most important and critical aspects of the storage plant. The plant has been designed and built in a simulation program called Simumatik due to its obvious simplicity in comparison to what it would take to assemble it in the real plant.Therefore, some technical aspects have been integrated in connection with OPC-UA and with programming of CODESYS. Thus, a system with a variety of components has been proposed in aim to get as close as possible to a storing plant and a real distribution. The system includes ten conveyors. The bags are moved from the filling station to a door where the next operator take each bag.In turn, the resolution of the problem has been tackled from a realistic and general point of view so that all the final objectives of automation systems are achieved, such as the design and organization of a plant, control, and supervision.In general terms, the outcome of the final degree project is a deep analysis of current production, and a new storing processes with an automation solution and leveled production line as well. This automation would increase the flexibility of the operator as well as decrease the number of tasks of the operator and therefore it would be more efficient. The project begins by facing a problem in which the limitations are defined beforehand, which meets a complex and new requirement according to the development of a final degree project. This is equivalent to designing a storing plant with all the transport and distribution equipment in combination with sensors that provide information on the system.