Developing component-based applications has always been a big challenge faced for software developers and architects. In the last 25 years, many metadata-based component models were proposed, and most of them include tools that allow controlling the lifecycle of components. However, it was not observed in the academy or in the industry an architecture or a model that can serve as abstraction for tools capable of visually managing metadata-based components and their relationships with other components. In this work, a reference architecture is proposed for such purpose. Tools based on it will provide developers, architects and systems administrators with better control over applications that make use of metadata-based components. For validation purposes, it is presented the Saturnus tool, which implements the proposed architecture and controls components of Spring DM-based applications. The "Management Application" is also presented as a proof of concept-it is a Spring DM-based application that was gradually evolved with Saturnus. After implementing both Saturnus and the "Management Application", it is possible to say that proposing such an architecture is feasible and that it is possible to visualize the organization of components in terms of graphs in tools that implement it, and also that these tools can effectively control metadata-based components and their relationships with each other, as well as their lifecycle. Consequently, it is now possible to have better control over the architecture of applications that make use of metadata-based components, tools able to control metadata-based components can now be created, metadata-based component models tend to be more used as other architectures or models able to support component-based development are proposed and now Spring DM-based applications can be better controlled with the help of Saturnus.

Sistemas de ferramental flexível têm sido utilizados na indústria aeronáutica para realizar a fixação de fuselagens durante operações de manufatura de aeronaves, tais como fresamento e furação. Estes sistemas tem custo elevado por causa de seus elementos constitutivos, notamente motores DC e encoders para movimentar as hastes das torres. Considerando o crescente uso de manipuladores robóticos na indústria aeronáutica, este trabalho tem como objetivo desenvolver um sistema de ferramental flexível inovador para ser usado em diferentes geometrias de aeronaves utilizando manipulador robótico industrial, tanto para movê-lo quanto para configurar suas partes móveis. O ferramental flexível experimental é composto de quatro torres (POGO), que possuem uma haste com ventosa na sua extremidade e são posicionados e configurados pelo robô. Um protótipo desse Ferramental Flexível Robótico Passivo (FFRP) foi projetado e fabricado, o que permitiu a realização de testes diversos para verificar os sistemas de frenagem das hastes e das ventosas com atuadores pneumáticos bem como a capacidade de sucção das ventosas. A simulação virtual do sistema para criar a programação off-line do robô foi gerada, permitindo a implementação da programação real do sistema de FFRP. Os resultados obtidos mostraram a viabilidade da utilização de um manipulador robótico para realizar a configuração do FFRP de acordo com a geometria do material a ser usinado, com a programação sendo obtida a partir da simulação robótica 3D.

A realidade virtual (RV) tem como principal área de aplicação o entretenimento. Porém, nos últimos anos, devido ao desenvolvimento acelerado do hardware de computadores, a RV se tornou mais acessível, sendo amplamente utilizada, também, nas áreas acadêmica e industrial. Uma parte da RV que, a cada dia, se torna mais importante para as áreas da engenharia é a prototipação virtual (PV). Normalmente, a prototipação física de um produto pode ser dispendiosa e inviável para determinados projetos. Nesses casos, a PV pode ser utilizada para evitar gastos desnecessários, alcançando resultados satisfatórios. Neste trabalho são descritos os passos referentes à implementação de um protótipo virtual, baseado no anteprojeto em desenvolvimento do projeto de pesquisa do Laboratório de Simulação e Controle de Sistemas Discretos do SEM-EESC, com auxílio pesquisa FAPESP processo: 2003/06582-0 \"Veículo agrícola autônomo (VAA): uma plataforma para desenvolvimento de tecnologias de navegação autônoma e para aquisição de dados em agricultura de precisão\". Além da descrição da implementação do protótipo virtual, neste trabalho são analisadas cinco ferramentas de desenvolvimento virtual disponíveis para testes no laboratório de simulação: 3Dcanvas Freeware, WorldUp, EON Studio 4.0, WEBOTS e EON Professional. Os critérios de avaliação das ferramentas foram baseados nas necessidades principais do projeto em questão, como implementação de centros de massa distribuídos, criação de terrenos não-estruturados (constituídos por morros, buracos etc.), controles de tração, torque, além de outras características físicas essenciais. A fase inicial da implementação foi desenvolvida em EON Studio 4.0. Devido à falta de recursos disponíveis nessa ferramenta, a fase final da implementação foi desenvolvida no software EON Professional. A análise do comportamento da plataforma em terrenos não-estruturados, a verificação dos ângulos de inclinação suportados e a análise da reconfiguração das laterais da plataforma são alguns dos resultados obtidos. / Virtual reality (VR) has entertainment as its main area of application. However, over the last few years, due to a fast-paced development of computers hardware, VR has become more accessible, being widely used both in the academic and industrial areas. A part of VR that is becoming more important for the engineering areas is virtual protoyping (VP). Normally, the physical prototyping of a product can be expensive and impracticable for some projects. In such cases, VP can be used to prevent unnecessary operating costs, reaching satisfactory results. In this paper, the steps of the implementation of a virtual prototype are described, based on the first draft in development of the research project of the Laboratory of Simulation and Control of Discrete Systems of SEM-EESC, with FAPESP support process: 2003/06582-0 \"Autonomous agricultural vehicle (AAV): a platform for development of technologies for independent navigation and for data acquisition in precision agriculture\". Besides the description of the virtual prototype implementation, in this paper five tools for virtual development, available for tests in the laboratory of simulation, are analyzed: 3Dcanvas Freeware, WorldUp, EON Studio 4.0, WEBOTS and EON Professional. The criteria of evaluation of the tools were based on the main necessities of the project, such as the implementation of distributed centers of mass, not-structuralized land creation (made up of hills, holes etc.), traction controls,torque, besides other essential physical characteristics. The initial stage of the implementation was developed at EON Studio 4.0. Due to the lack of available resources in this tool, the final stage of the implementation was developed in EON Professional software. The behavior analysis of the platform at non-structuralized lands, the verification of the supported inclination angles and the analysis of the platform laterals reconfiguration are some of the achieved results.

Concebido há milhares de anos, o forjamento passa por melhorias contínuas, mantendo-se como um processo de fabricação moderno, capaz de agregar características importantes a produtos forjados que são utilizados em inúmeras aplicações. Na indústria automobilística, responsável pelo consumo de cerca de 60% de todos os produtos forjados, o forjamento mostrou-se como um processo de conformação plástica eficaz no atendimento das especificações de resistência mecânica e nos quesitos de produtividade. Esta demanda por produtos forjados estimulou a busca por processos mais robustos, nos quais as ferramentas de forjamento possuem papel fundamental para possibilitar a produção de lotes maiores sem paradas de máquina devido a falhas. Cerca de 70% das falhas estão relacionadas ao desgaste das ferramentas. Este trabalho buscou identificar no ambiente industrial, os modos de desgaste responsáveis pela degradação da superfície de contato de um punção, fabricado em aço H-10. Um conjunto de punções foi utilizado no forjamento a quente em prensa mecânica excêntrica horizontal e automática de múltiplos estágios, que utiliza água na refrigeração das ferramentas, durante a fabricação de porcas de roda, em aço SAE 1045. Os resultados obtidos basearam-se: (i) nas análises da superfície e da seção transversal de seis punções em microscópio eletrônico de varredura, (ii) na análise da nanodureza e (iii) na variação dimensional e da massa dos punções. Os resultados apontaram para o desgaste da superfície dos punções logo nas primeiras peças forjadas devido à transferência de óxidos do blank para a superfície da ferramenta. Nesta camada transferida para a superfície dos punções, foram encontrados danos causados pelo desgaste abrasivo e pela fadiga térmica. / Since the initial development, thousands of years ago, forging has faced continuous improvements, remaining as a modern manufacturing process, capable of adding important characteristics to forged products that are used in numerous applications. In the automotive industry, responsible for the consumption of approximately 60% of all forged products, the forging has proved to be an effective metal forming process in terms of mechanical strength specifications and productivity requirements. This demand for forged parts has stimulated the search for more robust processes in which the forging tool has a fundamental role to enable the production of larger batches without downtime due to failures. Approximately 70% of these failures are related to tool wear. This work aimed identifying, in an industrial environmental, the wear modes responsible for the degradation of the contact surface of a punch, made of H-10 steel. A series of punches was used for hot forging in a horizontal and automatic multi-stage eccentric mechanical press which uses water for tool cooling, during the manufacture of wheel nuts, made of SAE 1045 steel. Results were based: (i) on the analysis of the surface and cross section of six punches in a scanning electronic microscope, (ii) on nanohardness analyses and (iii) as well as on mass and dimensional variations. Results pointed to the punch wear in the first forged pieces, due to oxides transferring from blank to the punch surface. On this transferred layer to punch surface, have also found damage caused by abrasive wear and thermal fatigue.

O custo de qualquer produto forjado para indústria automobilística é altamente influenciado pelos custos envolvidos durante o projeto e construção das ferramentas de conformação. Idealmente, essas ferramentas devem durar um número significativo de ciclos de conformação, de forma a diluir seu custo no maior número de peças possível. Diversos parâmetros afetam o comportamento do desgaste das ferramentas, sendo que as indústrias de forjados abordam as questões tribológicas de formas distintas. Além disso, um mal entendimento desses parâmetros pode levar a um desgaste de ferramenta prematuro. Esse trabalho analisa o efeito da rugosidade no desgaste de punções de conformação a frio. O tribossistema adotado é a segunda operação de uma prensa mecânica horizontal e consiste em um punção de aço M2 endurecido em movimento relativo contra uma peça de aço SAE 10B22 normalizado. Foram fabricados quinze punções com três níveis de rugosidade e seus desgastes foram medidos após 52.000 e 102.000 ciclos de conformação. Um perfilômetro óptico 3D e um microscópio eletrônico de varredura foram utilizados para acessar as características superficiais dos punções, antes e após dos lotes de produção. Também foram realizadas análises na contra-peça e no meio interfacial \"óleo\". Os resultados obtidos mostraram que os punções de maior rugosidade falharam prematuramente enquanto os punções polidos e os de rugosidade intermediária apresentaram desgaste equivalentes. Considerando que o processo de polimento contribui significativamente para o custo de fabricação dos punções, espera-se que uma forjaria que consuma tais ferramentas em larga escala obtenha grandes benefícios econômicos com o presente trabalho. / The cost of any forged product for the automotive industry is highly influenced by the costs involved during the design and manufacturing of the forging tools. Ideally, these tools shall withstand a significant number of forging cycles, in order to distribute their manufacturing cost in as many parts as possible. There are several parameters that affect the tool wear behavior and forging companies have different approaches to address the tribological issues. Moreover, a misunderstanding of these parameters may lead to an undesirable premature tool wear. This work analyses the effect of roughness on the wear of cold forming punches. The adopted tribosystem is the second stage of a horizontal press and consists of a punch of M2 hardened steel in relative movement against a working piece of SAE 10B22 normalized steel. Fifteen punches were manufactured with three roughness levels and their wear was measured after 52.000 and 102.000 forging cycles. A 3D optical profiler and a Scanning Electronic Microscope (SEM) were used to access the surface characteristics of the punches before and after the production batches. Analysis of the counter body as well as of the interfacial element (oil) were also conducted. The results showed that all punches with higher roughness failed prematurely, while the polished ones as well as the intermediate ones presented equivalent wear. Considering that the polishing process contributes significantly to the manufacturing cost of the punches, it is expected that a forgery that consumes those tools in large-scale can get great economic benefits with this work.

O uso de novas tecnologias, do computador e da internet na educação viabiliza o estudo de uma nova maneira de transmissão de conhecimento. Um novo modelo de ensino-aprendizagem está se impondo no mundo inteiro. Ele é conhecido como Educação a Distância que se propõe em estender os sistemas educativos formais nos seus diferentes níveis aos setores da população que não possuem acesso aos mesmos. Com a necessidade desenvolveu-se uma pesquisa com o objetivo de criar uma ferramenta de ensino a distância (protótipo) para ensinar engenharia, mas poderia ser utilizada por cursos de qualquer área. Como exemplo e caso prático, utilizou-se uma disciplina na área de Engenharia de Produção \"Técnicas de Seqüenciamento e Programação de Operações em Máquinas\" para auxiliar no aprendizado e na aplicação das técnicas de programação da produção podendo ser aplicado na área acadêmica ou nas indústrias surgindo assim o PONet. / The use of new technologies, of the computer and internet on education make possible the study of a new way of knowledge transmission. A new model of teach-learning have been imposed worldwide. It is known as Distance Education that it considers in extending the formal educative systems in different levels to the sectors of the population that do not possess access to the same ones. With the necessity it was developed a research with the objective to create a distance education tool (archetype) to teach engineering but it could be used by courses of any area. As practical example and case it was used a discipline in the area of production engineering \"Techniques of Sequencing and Scheduling in Machines\" to assist in the learning and in the application of the programming techniques in the production, being able to be applied in the academic area or in the industries thus appearing the PONet.

A habilidade para produzir e usar ferramentas é um marco na evolução humana, mas outros animais também o fazem. Na maioria das vezes esse comportamento é atribuído a uma predisposição genética e não a evidências de que entendam as relações de causa e efeito envolvidas. Observamos araras azuis (Anodorhynchus hyacinthynus) durante a manipulação e quebra de cocos (Attalea dubia, em cativeiro e Acrocomia totai, na natureza), encontrando evidências a uma tendência inata ao uso de ferramentas. Diferenças de técnica e proficiência entre jovens e adultos sugerem que o aperfeiçoamento exige aprendizagem. Os cocos são selecionados e descartados com algum critério pelas aves adultas. Aves selvagens usam apenas uma ferramenta, momentos antes da ruptura da cápsula, sugerindo que reduza o impacto. Aparentemente as ferramentas não diminuem o tempo de quebra, mas reduzem o número de cocos descartados. Todas as ferramentas materiais foram usadas do mesmo modo e apenas para a quebra de cocos, não havendo correlação entre o material, ordem e tempo de uso. O teste do String Pulling revelou que as araras azuis e outras espécies de psitacídeos são capazes de identificar relações de causa-e-efeito entre objetos relevantes para a resolução de problemas / The ability to produce and use tools is a milestone in human evolution, but other animals also do it. Most often this behavior is attributed to a genetic predisposition rather than to evidence that they understand cause-and-effect relations involved. We observed hyacinth macaws (Anodorhynchus hyacinthynus) during the handling and breaking of nuts (Attalea dubia in captivity and Acrocomia totai in nature), finding evidence for an innate tendency to use tools. Differences in technique and proficiency among young and adult birds suggest that tool use improvement requires learning. The nuts are selected and discarded with some criteria by adult birds. Frequently, wild birds used only one tool, moments before nut rupture, suggesting that the tool is used for impact reduction. Apparently the tools do not reduce the time needed for breaking the nut, but they seem to reduce the number of non-eaten nuts. All materials were used in the same manner and only to the breaking of nuts. There was no correlation between material, order and duration of tool use. The String Pulling test revealed that the birds are able to identify cause-and-effect relationship, as well as relevant properties of the physical world involved in the solution of the problem

Esta dissertação constitui um experimento na aplicação de ferramentas computacionais para análise de uma rede empírica de parentesco do povo indígena Kraho. A rede é formada por relações de filiação, casamento, onomástica e amizade formal. O experimento se baseia amplamente em dados etnográficos sobre os Kraho e os discute no contexto de teorias antropológicas do campo de estudos do parentesco, em especial da Teoria da Aliança. / This dissertation is an experiment in the application of computational tools for the analysis of a empiric kinship network of the Kraho indigenous people. The network is formed by relations of filiation, marriage, name-giving and formal friendship. The experiment is largely based in ethnographic data about the Kraho and discusses them in light of anthropological theories of the kinship studies field, especially the Alliance Theory.

Para lidar com o aumento dos custos de energia nos sistemas de produção e ações para minimizar impactos ambientais relacionados à geração de eletricidade através de combustíveis fósseis, o tema \"consumo de energia\" tornou-se um dos mais discutidos na indústria nos últimos anos (LI, 2015). Portanto, a redução do consumo de energia elétrica nos processos de fabricação é assunto fundamental para o segmento industrial nos dias atuais. Tal ação requer conhecimento sobre as demandas de energia de máquinas e todos os equipamentos envolvidos em um processo. Reduzir o consumo de energia nos processos de usinagem pode melhorar significativamente a produção de um modo sustentável (SCHUDELEIT; ZÜST; WEGENER, 2017). Para diminuir a demanda energética em processos de usinagem particularmente em máquinas-ferramentas (MFs), dados de consumo de energia devem ser obtidos para ajudar no planejamento de processos e também contribuir para melhorar a eficiência energética da máquina como um todo. Além disso, para atender à crescente demanda do mercado por máquinas mais eficientes e a competitividade global no setor de manufatura, fabricantes de MFs estão enfrentando grandes desafios para melhorar a produtividade e reduzir o consumo de energia (BEN JDIDIA et al., 2018). Considerando o aumento do preço da energia e a sustentabilidade industrial, o presente trabalho apresenta um estudo detalhado do consumo de energia em um centro de torneamento e sugere estratégias para reduzir o consumo de energia nas MFs. Os resultados obtidos, até agora, indicam que adaptar o comportamento operacional das MFs por meio de modos de operação inteligentes, adaptando a demanda de energia aos requisitos do processo específico parece ser um bom procedimento para reduzir o consumo de energia, tornando os processos e máquinas mais eficientes, melhorando assim a sustentabilidade dos processos de usinagem. / To deal with rising energy costs in production system and significant demands for minimizing environmental impacts related to the electricity generation using fossil fuels, the theme \"energy consumption\" has become one of the most discussed topics in the manufacturing industry in recent years (LI, 2015). Therefore, the reduction of energy consumption in manufacturing processes is a fundamental issue for the industrial segment nowadays. Such subject requires knowledge about the energy requirements from machines and all the involved equipment. Reducing energy consumption in machining processes can significantly improve sustainability in manufacturing (SCHUDELEIT; ZÜST; WEGENER, 2017). To reduce energy demand in machining processes, particularly in machine tools (MTs), energy consumption data must be obtained to help process-planning and contribute to improve machine efficiency. Moreover, to meet growing market demand for more efficient machines and global competitiveness in the manufacturing sector, MTs manufacturers are facing major challenges to improve productivity and reduce energy consumption (BEN JDIDIA et al., 2018). Considering the increasing energy requirements and industrial sustainability, the present research presents a comprehensive study of energy consumption in a Two-spindle Turning center and suggests strategies to reduce energy consumption in MTs as a whole. The results obtained, so far, indicates that optimizing the operational behavior of MTs through smart operation modes by adapting the power demand to the current production requirements seems to be a good procedure to reduce the energy consumption, making the processes and machines more efficient as well as improving environmental performance of machining processes.

Esta tese trata do problema da escrita de artigos científicos em inglês como língua estrangeira. Do ponto de vista teórico, foram investigados métodos e técnicas de duas áreas da Inteligência Artificial - Lingüística Computacional e Raciocínio Baseado em Casos -, em busca de soluções para a construção de ferramentas de software que diminuíssem os problemas de interferência da língua materna e de falta de coesão e coerência nos textos escritos por estudantes da área de física experimental, principalmente. Do ponto de vista prático, foram desenvolvidas duas ferramentas de auxilio a escrita. Uma primeira, chamada Ferramenta de Referência, foi implementada utilizando-se o método de análise de corpus para a geração de uma Base de Expressões que contém as colocações do tipo expressões padrão, comumente encontradas em textos científicos de artigos e livros de subáreas de física e informática. O acesso às colocações pode ser feito de três maneiras: através de componentes e sub-componentes da estrutura esquemática de artigos da área de pesquisa experimental, através de palavras-chave pertencentes a este gênero, e pelos padrões retóricos mais comuns que este gênero utiliza. Uma ferramenta de aquisição de conhecimento esta acoplada a Ferramenta de Referência, permitindo extensibilidade, fácil personalização, e transporte (portability) para novos domínios. Testes com alunos de pós-graduação em um curso de Escrita Cientifica no IFQSC-USP comprovaram a eficácia da ferramenta, urna vez que seu uso auxiliou na superação do bloqueio inicial em se produzir um primeiro rascunho de texto, e forneceu input adequado para a escrita de textos coesos. Como se observou também, que esta ferramenta é adequada para usuários com boa recepção da língua inglesa e alguma experiência em escrita cientifica, uma nova ferramenta foi implementada para urna classe de usuários que possuem problemas mais severos quanto à coesão e interferência da língua materna. Ela foi denominada Ferramenta de Suporte, e para sua implementação utilizou-se, alem do método de analise de corpus, a abordagem baseada em casos para modelar as fases da escrita. A análise de corpus nesta segunda ferramenta foi mais detalhada, ficando assim restrita a Seção Introdutória de Artigos Experimentais. Esta análise identificou trinta estratégias retóricas encontradas em artigos científicos, geralmente realizadas por três ou quatro mensagens (denominação para os tipos diferentes de informações) tomadas de um conjunto de quarenta e cinco tipos. A base de casos da implementação atual da ferramenta conta com cinqüenta e quatro instancias de introduções autenticas das revistas Physical Review Letters e Thin Solid Films, um número ainda pequeno que deve ser aumentado para que uma avaliação quantitativa do método de busca seja realizada. Uma ferramenta para auxiliar o engenheiro de conhecimento na aquisição de novos casos e vários filtros para automatizar o processo de edição dos casos foi implementada, tornando o processo de geração de novos casos semi-automático. Os trabalhos futuros com relação a esta segunda ferramenta devem tratar principalmente do acréscimo de casos na base, da avaliação da precisão e revogação da busca, e de testes com usuários, que, com certeza, contribuirão para o aperfeiçoamento de ferramentas construídas nestas bases / This thesis considers the problem of writing scientific papers in English as a foreign language. From the theoretical point of view, techniques from two areas of Artificial Intelligence, namely Computational Linguistics and Case-based Reasoning, were investigated in the search for possible solutions to minimize mother tongue interference and lack of cohesion and coherence in student\" texts, especially in experimental physics. Two writing tools were then developed. The first one, named Reference Version, employed corpus analysis for creating a sentences base containing collocations frequently used in scientific writing. Such collocations could be accessed in one of three ways: according to the components and subcomponents of the schematic structure of a scientific paper, by searching keywords and communicative goals. An acquisition mode was also implemented so that the tool can be customized easily thus allowing portability to other domains and possible extensions within a given domain. Experiments in a technical writing course at IFQSC-USP for graduate student\" have demonstrated the efficacy of the tool. It was particularly useful in helping students to overcome the initial block in the preparation of a first draft and also in providing contextualized linguistic input for producing a cohesive text. It was also observed that this first tool was only helpful for students possessing reasonable reception of the English language and some experience in scientific writing. A new, more sophisticated tool was then proposed and implemented. It is named Support Version and utilizes corpus analysis and the case-based approach as a framework for modeling the different stages of the writing process. Because a more detailed analysis had to be performed, the tool was restricted to the Introductory Section of papers on experimental physics. In this analysis 30 rhetorical strategies were identified which were generally realized linguistically using 3 or 4 rhetorical messages from a set of 45 types of message. The implemented cases base has 54 introductions from the Physical Review Letters and Thin Solid Films journals, which has been shown to be a far too small number for reasonable recall and precision figures to be obtained. A scheme has been incorporated into the tool for adaptations to be made in the cases recovered, by making use of revision rules. In future the tool may be extended in a straightforward way to other parts of a scientific paper or to other areas of research with a semi-automatic edition process of new cases that has been built into the Support tool. This certainly opens the way for customization, which will greatly facilitate the assessment of the tool according to usability criteria