O objetivo deste trabalho é desenvolver a arquitetura de um Sistema de Alarme Inteligente visando à aplicação deste em um Equipamento de Monitorização Multiparamétrica de Pacientes que deverá estar em conformidade com normas internacionais de segurança de equipamentos eletromédicos, tema este que surgiu durante o projeto de um Equipamento de Monitorização Multiparamétrica de Pacientes desenvolvido na Intermed Equipamento Médico Hospitalar Ltda. Esta arquitetura propõe o uso de um método robusto para fusão de sensores através de Filtro de Kalman, como apresentado por Ebrahim, Feldman e Bar-Kana (1997), onde a partir de diferentes sensores fornecendo valores de freqüência cardíaca obtemos um valor ótimo da freqüência cardíaca livre de artefatos e mais preciso do que o disponível por qualquer sensor individualmente. Os sinais fisiológicos do paciente, juntamente com o valor ótimo da freqüência cardíaca, são então transformados em variáveis semânticas e analisados através de lógica fuzzy a fim de se identificar condições de alarme presentes no paciente. O sistema desenvolvido é detalhado para um cenário clínico, correspondendo a uma Unidade de Tratamento Intensivo Cardíaca, onde os principais parâmetros de configuração do sistema foram obtidos através de entrevistas com profissionais da área de saúde. O desenvolvimento do sistema foi focado no atendimento às Normas Internacionais aplicáveis mais atuais, que passaram a permitir Sistemas de Alarme Inteligente em 2003. O sistema foi simulado para o cenário clínico detalhado, onde foram analisados três pacientes em diferentes casos. Durante a simulação foi mostrada a influência de um valor mínimo do grau de coincidência para validação das condições de alarme, onde obtivemos valores adequados utilizando para isso um valor de 50%. Ao final mostramos também a importância de se levar em consideração a prioridade das condições de alarme no sistema proposto, o que além de ser um requisito de norma, influencia diretamente no comportamento do sistema, e conseqüentemente na resposta esperada pelo operador em função da mensagem a ele apresentada. / The objective of this work is the development of an Intelligent Alarm System architecture aiming at its application on a Multiparameter Patient Monitoring Equipment, which must be in compliance to international electrical medical equipment safety standards. This theme was raised during the project of a Multiparameter Patient Monitoring Equipment developed at Intermed Equipamento Médico Hospitalar Ltda. This architecture proposes a robust method for sensor fusion using a Kalman Filter as presented by Ebrahim, Feldman and Bar-Kana (1997), in which sensor measurements of heart rate are used to derive a predicted value for this parameter free of artifacts and more precise than any of the individual measurements. The patient vital signs are then, together with the predicted value of the heart rate, transformed into semantic variables and analyzed through fuzzy logic in order to identify alarm conditions. The proposed system is detailed for a clinic scenario, corresponding to a Cardiac Intensive Care Unit, where the main configuration parameters were obtained through interviews with health care professionals. The system development was focused on the compliance to International Standards at present day, which allow the use of Intelligent Alarm Systems since 2003. The system was simulated for the detailed clinic scenario with three patients in different cases. The simulations show the influence of a minimal grade of coincidence value for the validation of the alarm conditions, where we obtained good results using a value of 50%. At the end of this work, it is shown the importance of considering the alarm priority, which not only is a standard requirement, but also interferes directly on the system behavior, and consequently, on the operator´s expected response to the message.

Redes Bayesianas (RB) oferecem um método prático para o tratamento de incertezas em sistemas especialistas probabilísticos. Considerando que os problemas de atualização de crença e revisão crença em redes multiplamente conectadas são NP-Difíceis, alguns pesquisadores aplicaram processos de meta-raciocínio às inferências, para selecionar algoritmos para as tarefas. Quando possível, os métodos exatos devem ser adotados. Caso contrário, os algoritmos aproximados podem ser selecionados. Como a qualidade das inferências aproximadas varia a cada instância, os dados de entrada contêm características que afetam os desempenhos dos algoritmos. O problema de meta-raciocínio investigado está relacionado com a escolha do algoritmo para uma determinada instância de inferência, considerando restrições temporais. Para realizar meta-raciocínio, essa Tese propõe um método de caracterização da RB e associação conjunta dessas características, aplicando análises multivariadas. Os modelos são utilizados para a predição da probabilidade de que um algoritmo exato possa ser adotado em uma instância específica ou para a escolha do algoritmo aproximado com a melhor qualidade dos resultados. Análises experimentais comparam algumas abordagens alternativas, tais como análise de regressão simples, curvas de utilidade e técnicas de aprendizagem de máquina, mostrando resultados superiores quando análises multivariadas são aplicadas no processo de meta-raciocínio.

Os sistemas baseados em conhecimento, como os sistemas especialistas, têm sido amplamente utilizados principalmente para auxiliar usuários que exercem funções que necessitam da experiência de um especialista para auxiliá-los nas tomadas de decisões. Especificamente no domínio de sistemas de monitoração e controle, as decisões devem ser tomadas com base num grande número de informações relevantes. Diversas pesquisas reportam os avanços conseguidos com a aplicação de sistemas baseados em conhecimento para apoiar áreas como saúde, monitoração e diagnóstico, entre outras. Porém a grande dificuldade que vem sendo encontrada é a ineficiência no tempo de execução e na complexidade do fluxo de controle dos sistemas especialistas desenvolvidos. Dependendo do nível de complexidade e do número de regras que o sistema especialista tenha, a solução pode tornar-se inviável devido à necessidade de memória para armazenar as informações em uma base de conhecimento em tempo hábil para o processamento da pesquisa. Este trabalho propõe uma Técnica para o desenvolvimento de sistemas especialistas na organização e alocação de recursos denominada TECSOAR. Nesse contexto a TECSOAR foi concebida como uma possível solução para as principais dificuldades existentes e inerentes às abordagens de desenvolvimento de sistemas especialistas para monitoração e controle. Durante a pesquisa, criou-se um ambiente de desenvolvimento de software, englobando um conjunto de boas práticas, para compor juntamente com a TECSOAR. A verificação e a validação da técnica proposta foram realizadas por meio de um estudo de caso, no qual se desenvolveu um protótipo de Sistema Especialista de Organização e Alocação de Recursos Aeroportuários no aeroporto de Guarulhos, denominado SOAR. O protótipo desenvolvido é baseado em regras que representam os conhecimentos obtidos com especialistas em alocação de recursos aeroportuários. A técnica TECSOAR foi aplicada nesse protótipo e foram efetuados onze cenários de testes, baseados em exemplos de cenários reais das operações de vôos diários em horários de pico, bem como nos horários de baixo movimento operacional do Aeroporto Internacional de Guarulhos, provendo a verificação e a validação dos conflitos detectados e solucionados pelo protótipo, por meio do funcionamento das regras implementadas, a fim de estudar o comportamento e a eficiência em ambos os casos.

Este trabalho apresenta os resultados do desenvolvimento de um protótipo de Sistema Especialista (S.E.) para auxiliar na manutenção de aeronaves, aplicado à aeronave EMB120 Brasília, da Empresa Brasileira de Aeronáutica - EMBRAER. O S.E. dá apoio à equipe de manutenção no processo de tomada de decisões no trabalho de manutenção, utilizando um banco de regras contendo conhecimento especializado. Para sua implementação foi utilizado o Construturo de Sistemas Especialistas ("shell") VP-EXPERT, versão 2.1, da empresa Paperback Software International. Foi implementado o sub-sistema de Aviso de Estol, que evita a aeronave chegar a uma condição de estol ou perda de sustentação. Este trabalho se justifica pela necessidade real de se dar à equipe de manutenção uma ferramenta de apoio que a auxilie na solução de problemas na manutenção de aeronaves.

Em refinarias, existe uma grande quantidade de situações de risco que podem afetar as ações dos operadores principalmente durante as emergências operacionais. Sendo assim torna-se necessário e urgente o desenvolvimento de métodos que permitam uma integração entre as informações e a administração das situações de risco. Essencialmente dois aspectos do problema devem ser reconhecidos. Um é o gerenciamento efetivo das informações do processo, tais como dados de sensores e outras fontes, que podem interpretar as condições de risco. O outro é o planejamento de procedimentos de correção bem como as estratégias de correção das anormalidades do processo. O objetivo do presente trabalho é investigar métodos não convencionais disponíveis na atualidade (tais como: sistemas especialistas, redes neurais, lógica nebulosa, tec.) utilizados para a administração de situações de risco e com base nessas observações propor um método sistemático para a diagnose de falhas e situações anormais, bem como sugerir ou executar as ações corretivas necessárias para que o processo retorne às condições normais de operação.

Esta tese propõe a utilização de sistemas inteligentes para, automaticamente, realizar diagnósticos e localizar falhas na instalação e na operação de redes de comunicação industrial que utilizam o protocolo Profibus DP. Para tais tarefas, uma série de análises é realizada a partir dos sinais transmitidos pela camada física, de telegramas transmitidos pela camada de enlace e de funções da camada de usuário do protocolo Profibus DP. Para a análise da camada física, amostras dos sinais elétricos transmitidos são processadas e apresentadas a algumas Redes Neurais Artificiais para que sejam classificadas de acordo com a sua forma de onda. Caso estes sinais apresentem alguma deformação, o sistema indica uma provável causa para o problema, afinal, os problemas das redes Profibus originam padrões específicos e característicos impressos nas formas de onda do sinal digital. Ainda através da análise das amostras dos sinais oriundos da camada física, algumas fontes de problemas são detectadas a partir da análise do nível médio de tensão do sinal que um determinado dispositivo está transmitindo. Tal análise é realizada a partir de um Sistema Especialista. Também utilizando Sistemas Especialistas, os telegramas transmitidos pela camada de enlace deste protocolo são analisados e a partir destes, falhas de configuração são detectadas. Por fim, é proposto um sistema nebuloso responsável por indicar ao usuário um valor próximo ao ideal para a variável de tempo denominada target rotation time. A proposta foi testada e validada a partir de dados obtidos de redes Profibus estabelecidas em laboratório e de alguns dados sintéticos originados por software. Os resultados obtidos foram suficientes para a comprovação da tese de que sistemas computacionais inteligentes podem contribuir de maneira efetiva no diagnóstico de problemas em redes Profibus DP e até mesmo em outros tipos de rede. / This thesis proposes the use of intelligent systems to automatically perform diagnostics and locate faults during the installation and operation of industrial communication networks that use the Profibus DP protocol. For such tasks, some analyzes are performed from the signals transmitted by the physical layer, from telegrams transmitted by the data link layer and from some user layer functions of the Profibus DP protocol. For physical layer analysis, the transmitted electrical signals samples are processed and submitted for some artificial neural networks that classifies each signal according to its waveshape. If these signals have some deformation, the system indicates a probable cause for the problem, after all, the Profibus problems originate specific and characteristic patterns printed on the digital signal waveform. Still analyzing the physical layer signal samples, some problems sources are detected from the signal voltage analysis. Such analysis is performed from an Expert System. Also using expert systems, the data link layer telegrams are analyzed and configuration faults are detected. Finally, it is proposed a fuzzy system responsible for specify a value close to ideal for the target rotation time variable. The proposal has been tested and validated with data from Profibus networks established in laboratory. Besides, some synthetic data were generated by software. The results were sufficient to prove the thesis that intelligent computational systems can contribute effectively to diagnose problems in Profibus DP networks and even in other types of networks.

O objetivo deste trabalho consiste em apresentar o projeto de um sistema especialista que visa auxiliar nos procedimentos envolvidos com a especificação de pára-raios de óxido de zinco para proteção de transformadores frente às descargas atmosféricas, bem como permitir que a análise do comportamento dos surtos de tensão de origem atmosférica que incidem em determinada área de concessão possa ser executada de forma detalhada e sistemática. Para tanto, o sistema especialista desenvolvido faz a integração eficiente de abordagens e técnicas que levam em consideração os aspectos característicos das descargas atmosféricas, as análises experimentais representativas do fenômeno e os modelos matemáticos que permitam mapear todo o processo de desencadeamento das descargas atmosféricas. / The objective of this study consists of presenting an expert system that assists the procedures involved with the protection specification of transformers against atmospheric discharges, allowing also to analyze in a detailed and systematic way the behavior of the respective voltage transients that are generated at the supplying area. For such purpose, the expert system developed in this research makes the efficient integration of approaches and techniques that take into account the characteristic aspects of the atmospheric discharges, the experimental analyses that represent the phenomenon and the mathematical models that allow to map the process involved with the formation of the lightning.

O presente trabalho mostra a utilização de métodos computacionais e os resultados obtidos na determinação estrutural de produtos naturais, neste caso sesquiterpenos lactonizados. Nosso grupo de pesquisa tem desenvolvido nos últimos anos o projeto denominado SISTEMAT para a determinação estrutural de produtos naturais. Este sistema é composto de programas utilizados para a construção de bancos de dados capazes de armazenar qualquer tipo de informação referente a substâncias orgânicas, e programas que permitem a recuperação e análise das informações contidas nos bancos de dados (programas aplicativos). Foi também construído um programa para a previsão de espectros de RMN 13C utilizando modelos tridimensionais para a representação das moléculas. O programa considera cada carbono e sua vizinhança química em três dimensões como uma subestrutura. Para encontrar o deslocamento químico equivalente a uma nova subestrutura, ele procura no banco de dados um carbono com uma vizinhança equivalente. O banco de dados criado para o SISTEMAT contém 1300 espectros de RMN 13C de sesquiterpenos lactonizados, enquanto que o utilizado para o programa simulador de espectros de RMN 13C possui 1600 substâncias codificadas. / This work shows the use of computational methods and the results obtained in the structure determination of sesquiterpene lactones. Our research group have developed in the last years the expert system named SISTEMAT, to structure determination of natural products. This system have programs used to construct a database able to store any kind of information about the compounds and programs used to retrieve and analyse informations obtained in the database. It was also planned a program to make predictions of 13C NMR spectra of sesquiterpene lactones. It uses a codification working with tridimensional substructures. The program treats each carbon atom and its neighbouring as a substructure. It can scan all the database for other equal or similar chemical shift values that can be used to predict the 13C NMR spectrum for a new compound. The current database contains about 1300 13C NMR spectra of sesquiterpene lactones. The other database used in the program for 13C NMR prediction has 1600 compounds.

SAFO (Sistema Agregador de Ferramentas de Operação de Rede) é um ambiente aberto e integrado que visa auxiliar na tarefa de gerenciamento de redes. O sistema e o resultado de um estudo de vários utilitários já existentes e a seleção de um conjunto mínimo necessário para a realização de monitoramento e manipulação dos componentes da rede. Os utilitários selecionadas foram integradas num típico ambiente, onde o usuário interage com o sistema através de uma interface gráfica baseada em janelas, facilitando o uso dos utilitários disponíveis. O grande número de parâmetros inerentes a cada utilitário podem inibir ou reduzir seu uso, por isso foi implementado um sistema de help on-line para todos os utilitários com o objetivo de auxiliar na sua utilização. Muitas vezes, as mensagens decorrentes da execução dos utilitários são de difícil interpretação ou são desconhecidas, o que torna o seu resultado praticamente inútil. Para tentar minimizar este problema, o SAFO oferece uma Função Assistente, que auxilia nesta interpretação interagindo com um Banco de Recomendações, onde e apresentada a mensagem resultante da execução do utilitário, as prováveis causas que deram origem a mensagem e, sempre que possível, apresenta sugestões e/ou comentários de ações que podem ser tomadas para eliminar o determinado problema. Com estas funções, o SAFO pretende ser um utilitário útil na complexa tarefa de gerenciamento de rede servindo tanto a operadores experientes como aos inexperientes, auxiliando e agilizando na execução de suas tarefas diárias de manter a rede operacional e num nível de performance satisfatório. / SAFO (Integrated System of Tools for Network Operation) is an open and integrated system built up to aid in network management work. The system results from a study of many existing tools and from the selection of a minimum set of tools necessary for network monitoring and handling. The selected tools were integrated in an environment where the user interacts with the system through a graphic interface based on windows, to facilitate the use of available tools. The high number of parameters inferent to each tool can inhibit or reduce its use, so an on-line help system for all tools was developed. Usually the messages resulting from execution of the tools are difficult to understand or are unknown, making the results quite useless. Trying to minimize this problem, the SAFO offers a Function Assistant, that helps in this interpretation interacting with a Base of Recommendations, where the resulting message , the likely cause which originated the message and, if possible, suggestions and/or comments of actions that can be taken to eliminate the problem are shown. With these functions. the SAFO intends to become an useful tool in the complex task of managing networks providing support for both experienced and beginer users, helping and speeding up the network operator's daily task of maintaining the network operational and with good performance.

O trabalho aqui apresentado descreve algumas pesquisas em teste de circuitos integrados. Estas pesquisas consistem, por um lado, na análise de falhas e por outro, na validação de protótipos, ambas fazendo uso de técnicas de teste com feixe de elétrons. A primeira parte deste trabalho apresenta uma revisão dos princípios do teste com feixe de elétrons, bem como descreve as pesquisas correntemente em desenvolvimento no laboratório TIM3-INPG. Também são abordados temas como o tratamento de imagem em contraste de potencial e projeto visando a testabilidade de circuitos no teste com feixe de elétrons. Quanto a este último assunto, sua inclusão neste trabalho visou apresentar, aqueles que trabalham na área de projetos de circuitos, desconhecedores dos problemas do MEV, idéias de como realizar seu projeto a fim de tornar a tarefa de depuração do protótipo pelo feixe de elétrons o mais fácil possível. A segunda parte descreve experimentos práticos na área de validação de protótipos, onde duas técnicas pertinentes foram utilizadas e o estudo de um caso real foi apresentado. A primeira técnica é baseada na adaptação de uma ferramenta de comparação de múltiplas imagens adjacentes, que foi originalmente desenvolvida para o processo de análise de falhas. A segunda técnica utilizada faz uso de um sistema especialista que, baseado no conhecimento adquirido do circuito, gera o diagnóstico automático de falha. Os desempenhos destas duas ferramentas são apresentados e discutidos, bem como é fornecido o diagnóstico de falha para o circuito protótipo utilizado. Como conclusão, são propostos futuros desenvolvimentos no processo de validação de protótipo. Estes melhoramentos objetivam tanto a completa automação do processo quanto o enriquecimento da informação provida no final do processo de diagnóstico de falha, de forma a obter-se um ambiente de teste para validação de protótipos apresentando um alto grau de integração e automação. / The work reported herein describes some IC testing research. This research concerns on one hand, failure analysis and on the other hand IC prototype validation, both making use of e-beam testing techniques. The first part of this work presents a review of e-beam testing as well as describes the researches currently in progress at the TIM3-INPG Laboratory. Subjects like voltage contrast image treatment and design for testability in e-beam testing are also discussed. Considering the last theme, it was included in this work in order to provide to the IC designers, whose knowledge about the SEM problems is not enough, some ideas on the way of how to accomplish their design to make the prototype validation process as easy as possible. The second part describes practical experiments in the prototype validation domain, where two approaches were used and a real case study was presented. The first approach is based on the multiple adjacent images comparison process adaptation, firstly developed to be used in the failure analysis process. The second technique makes use of an expert system, based on the acquired knowledge of the device under test in order to provide the fault diagnosis. The performances of these two approaches are presented and discussed, as well as, the fault diagnosis to the prototype circuit is presented. As conclusion, it is proposed further developments in the prototype validation approach. These improvements deal with the automation of the entire process as well as the enhancement of the information provided at the end of the fault diagnosis process, in order to obtain a testing environment for prototype validation with high integration and automation degrees.