Um sistema eficiente de prognóstico é capaz de reduzir o número de paradas não programadas e conseqüentemente gerar uma redução em custos de manutenção. Devido à grande competitividade da área de atuação, a indústria aeronáutica tem voltado sua atenção a sistemas deste tipo com a finalidade de maximizar a vida útil de seus equipamentos, aumentar sua disponibilidade e reduzir os seus custos de operação e manutenção, otimizando assim a eficiência operacional de suas aeronaves. O presente trabalho apresenta uma metodologia de prognóstico de falhas baseada em modelo para o sistema do estabilizador horizontal da aeronave EMBRAER 190. Para realizar a previsão do tempo de vida útil remanescente do sistema, esta metodologia utiliza a modelagem do mesmo e o monitoramento de resíduos através de equações de paridade. O pós-processamento destes resíduos permite avaliar a severidade atual da condição de degradação do sistema e a estimação do tempo para se atingir a severidade máxima projetada em que a falha é declarada. Os resultados obtidos utilizando-se o modelo do sistema do estabilizador horizontal e a inserção das falhas simuladas típicas mostram o grande potencial para a utilização de modelos, quando possível, no desenvolvimento de um processo de PHM de alto desempenho.

É realizada uma avaliação de segurança dos Sistemas de Controle Ambiental de uma aeronave da categoria Transporte Leve Militar, projetada para realizar diversas missões como: Transporte de cargas; Lançamento de cargas; Transportes médico, de tropas, de autoridades, e de Pára-quedistas, além da Patrulha costeira. A Avaliação da Segurança (Safety Assessment), elaborada para cada um dos sistemas da aeronave tem como foco a área de Sistemas de Controle Ambiental. Inicialmente são definidos os requisitos do sistema, seguindo-se o Estudo de Falha Funcional (Functional Hazard Assessment - FHA). Em paralelo, é definida a arquitetura do sistema. Posteriormente são realizadas a Análise de Efeitos e Modos de Falha (Failure Modes and Effects Analysis - FMEA) e a Análise pela Árvore de Falhas (Fault Tree Analysis - FTA) para as falhas que são classificadas como hazardous ou catastrophic. Essas três etapas compõem o "Safety Assessment". O estudo é realizado de forma qualitativa e demonstra os passos que o Sistema de Controle Ambiental de uma aeronave atenda os requisitos de segurança. Esse trabalho também tem como objetivo incentivar futuros estudos relacionados à segurança de voo para assegurar operações aéreas cada vez mais seguras.

Atualmente um ambiente de Redes de Computadores é formado por uma variedade de recursos físicos e lógicos, fornecendo um número cada vez maior de serviços. Estes ambientes, muitas vezes, são constituídos com recursos de diferentes fabricantes, ou de um mesmo fabricante, mas, com diferentes modelos, versões ou evoluções. Torna-se, portanto, difícil administrar uma rede devido a uma série de problemas enfrentados em decorrência da variedade destes recursos. Existe uma série de ferramentas destinadas ao gerenciamento de redes que geram informações sobre sua funcionalidade visando, por exemplo, um diagnóstico de problemas, mas, a grande parte apresenta um bom detalhamento técnico das informações que mostradas de forma direta geram dificuldades para a sua interpretação. Dentro deste contexto, o trabalho apresenta um estudo das informações de funcionalidade de uma Rede de Comunicação de Dados e propõe um Modelo de Estrutura para o Gerenciamento de Falhas. Estra estrutura é composta e organizada de acordo com a ocorrência de problemas na rede que são caracterizados por Sintomas. Com o objetivo de simplificar esta estrutura, as informações são classificadas gerando a definição de Sintomas específicos. As informações são apresentadas em módulos e submódulos, com o objetivo de fazer com que um gerente, especializado ou não, na área de redes de computadores, possa chegar o mais próximo possível da causa do problema. O Modelo de Estrutura de Informações para o Gerenciamento de Falhas em Rede de Comunicação de Dados permite a tomada de ações corretivas, preventivas, uma análise histórica sobre o comportamento da rede em um período de tempo, e um planejamento estratégico visando a condição ideal de 100% de disponibilidade da rede para o usuário.

A qualidade do ar no estado de São Paulo é acompanhada pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) por meio de uma rede de monitoramento das concentrações de CO, SO2, NOx, O3 e material particulado, com o objetivo primordial de proteger a saúde humana. Falhas nesse acompanhamento podem reduzir a disponibilidade da rede e comprometer as estratégias da CETESB associadas à preservação da qualidade ambiental, entre elas a qualificação de municípios quanto ao grau de saturação da qualidade do ar. Este trabalho realiza um estudo analítico sobre a disponibilidade rede automática de monitoramento e seus reflexos no licenciamento ambiental realizado pela CETESB, bem como discute a possibilidade de melhoria da informação prestada à sociedade baseada no aumento dessa disponibilidade. Encontrou-se entre 1998 a 2008 valores de disponibilidade média próximos a 80%, sendo que esse nível possivelmente influiu na qualificação de alguns municípios, classificados como saturado quando o plausível seria em vias de saturação, ou classificados como em vias de saturação ao invés de não saturado. Os reflexos dessa qualificação poderão ser observados no licenciamento ambiental de fontes de poluentes atmosféricos pela necessidade da compensação das emissões em municípios qualificados como saturado ou em vias de saturação. A disponibilidade média encontrada decorre predominantemente de falhas dos monitores de SO2, NOx e MP10 e de falhas de infraestrutura da rede automática, razão pela qual aperfeiçoar o programa de manutenção dos monitores e implantar um programa para os equipamentos de infraestrutura são algumas das recomendações que objetivam aumentar a disponibilidade para cerca de 88% e minimizar sua interferência na qualificação dos municípios quanto ao grau de saturação da qualidade do ar.

Estratégias de controle preditivo permitem tratar restrições físicas e operacionais do processo, bem como realizar compromissos entre as diversas grandezas envolvidas mediante o uso de índices de desempenho. O desempenho de controladores preditivos pode ser comprometido por descasamentos entre o modelo nominal de projeto e a planta real, causados, por exemplo, por falhas ou incertezas de modelo. Tais descasamentos podem causar não-factibilidade do problema de otimização. Este trabalho propõe uma estratégia de controle preditivo reconfigurável para acomodação de falhas com propriedades de factibilidade recursiva do problema de otimização e estabilidade robusta de malha de controle. Tal abordagem de controle reconfigurável envolve duas etapas: uma primeira na qual é realizada a comutação entre um controlador nominal e um controlador robusto apropriado quando ocorrem falhas; e uma segunda etapa em que o polítopo de incerteza de controlador robusto é atualizado em tempo real. Adicionalmente, uma extensão para a abordagem de controle preditivo robusto é apresentada de modo a contemplar o tratamento de restrições assimétricas na variável de saída. Resultados numéricos ilustram as características das técnicas propostas.

Este trabalho é a aplicação da estrutura de detecção e identificação de falhas para sensores de ângulos de ataque desenvolvido para a aeronave F-8 DFBW e adaptado a uma aeronave de transporte aéreo regional. Foram estudados outros pontos do envelope operacional da aeronave (decolagem, subida, estol e pouso). A determinação de parâmetros do teste se baseou em uma análise estatística dos dados provenientes de ensaios em vôo da aeronave em questão. Foram considerados quatro tipos de erro: Ausência de sinal, Travamento, Off-set e Drift. O resultado dos ensaios mostram que a estrutura de DIF proposta tem o potencial para uma implementação real, entretanto melhorias devem ser introduzidas na estrutura de DIF e no modelamento, de forma a melhorar o desempenho nas fases de estol e pouso e na identificação no caso do erro tipo "Drift".

O desenvolvimento de métodos para monitoramento da saúde de componentes aeronáuticos mostra-se desafiador por tratar de equipamentos expostos a variadas condições de operação e com limitado número de dados históricos de sensores para componentes com falha. A utilização de técnicas de análise multivariada envolvendo variáveis sensíveis a falhas e condições de operação mostra-se um alternativa para tratar estes problemas. A literatura apresenta alguns métodos para esta finalidade, como as estatística T2 de Hotelling e U2 de Runger sendo o segundo método vantajoso pois realiza o monitoramento através da coleta de variáveis sensíveis a falha e condições de operação, concentrando a análise nas variáveis sensíveis a falha, denominadas variáveis de interesse. A utilização de tais métodos tem com premissa a distribuição gaussiana dos dados. Para dados não gaussianos a literatura apresenta métodos baseados em técnicas de não paramétricas, porém sem possibilitar a seleção de variáveis de interesse. O trabalho desenvolvido apresenta um método de monitoramento da saúde de componentes para dados não gaussianos com a possibilidade de seleção de variáveis de interesse. O método foi testado utilizando um modelo dinâmico de uma turbina a gás e um modelo dinâmico de um sistema de atuação.

Apesar da formação de gelo em aeronaves representar um grande risco à aviação, ainda hoje os detectores de gelo são baseados na indicação de possível formação de gelo e não de sua consequente degradação nas características de voo do avião. Além disso, o uso intensivo do piloto automático traz a desvantagem de dificultar a percepção, por parte da tripulação, da mudança de comportamento do avião eventualmente causada pelo gelo. Neste trabalho, um método de detecção de gelo baseado em medir a degradação causada na dinâmica do avião é proposto, implementado por simulação e discutido. O objetivo é usar apenas medidas de uma grandeza que já seja utilizada pelo piloto automático com a finalidade de facilitar uma eventual aplicação, uma vez que tais dispositivos se encontram instalados na grande maioria dos aviões em operação. O método usado para detecção se baseou em algoritmos de detecção de falhas e, como o gelo pode ser considerado uma falha essencialmente multiplicativa, optou-se por um método baseado em identificação paramétrica, o de mínimos quadrados recursivos. Um estudo do efeito do gelo na dinâmica do avião foi necessário para se escolher o parâmetro de razão de arfagem como saída a ser medida e o foco na detecção de gelo na empenagem horizontal. Os resultados mostraram que, mesmo com efeitos de turbulência, as estimativas paramétricas permitem o desenvolvimento de um alarme capaz de alertar acerca da degradação causada pelo gelo na empenagem de forma simples e sem introduzir excessivos casos de falsos positivos.

Este trabalho posiciona-se no contexto do desenvolvimento tecnológico agregado crescentemente ao mercado de helicópteros pelo HUMS (Health and Usage Monitoring System), cuja filosofia traz, além de redução dos custos de manutenção, enorme avanço na garantia da aeronavegabilidade continuada, e, consequentemente, no nível de segurança de voo, preservando vidas e material. Suas inovações associadas orbitam em torno de diagnósticos antecipados e de prognósticos de falha apontados em tempo real por algoritmos dedicados, a partir do tratamento de dados coletados por sensores de vibração. Dessa possibilidade de se assegurar, preditivamente, uma extensão da vida útil de componentes e a substituição destes sempre antes que a falha ocorra, emerge a motivação dessa pesquisa. Seu objetivo é apresentar um modelamento analítico simplificado para a análise do sinal de vibração monitorado na estrutura de uma aeronave qualquer de asas rotativas, em detecção a defeitos equivalentes a um desbalanceamento e out-of tracking das pás. Essas são as degradações mais comuns do rotor principal, maior fonte das excitações periódicas transmitidas à fuselagem, cujas respostas vibratórias sob análise estão limitadas à frequência fundamental de 1 per rev. Essas respostas vibratórias foram simuladas numericamente em ambiente computacional MATLAB(R). O problema direto é apresentado em duas partes: a modelagem do sistema fuselagem-rotor convencionado como isotrópico, seguida da parte que introduz as anisotropias que simulam os defeitos geradores das informações de amplitude e fase das vibrações resultantes. Como aplicação do método, soluções do sistema não-linear que governa as equações são comparadas com resultados experimentais de ensaios em voo em uma aeronave típica com rotor principal tri-pá por meio de simulação, através de medidas em dois pontos da fuselagem definidos em manual pelo fabricante da aeronave.

Attacks and failures tolerance of complex networks is related to the concept of vulnerability in different contexts, from biology and sociology to computer science and physics. Studies have revealed that the topologies of these networks are inherently vulnerable to failures of central elements. Complex adaptive systems, emergent in nature, are considered more resilient because, despite facing periodic changes, have the ability to maintain their main topological properties. Inspired by these systems and with the purpose of providing more robust communication networks, this work proposes mechanisms for evaluating fault tolerance of complex networks topologies and procedures for promoting the necessary adjustments to maintain their main topological properties. The performance of the proposed mechanisms showed that failures of central elements can lead to a global state of vulnerability. In such a state, evaluation and adaptation processes are more likely to miscarry. The resulting model also serves as a tool for the computational modelling of problems of vulnerability in several application contexts.