Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-01-26T18:48:32Z No. of bitstreams: 1 AndersonCostaSilvaDosSantos_DISSERT.pdf: 3661284 bytes, checksum: aeeb9b617cdc813784b0705119c3782b (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-01-28T20:23:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AndersonCostaSilvaDosSantos_DISSERT.pdf: 3661284 bytes, checksum: aeeb9b617cdc813784b0705119c3782b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-28T20:23:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndersonCostaSilvaDosSantos_DISSERT.pdf: 3661284 bytes, checksum: aeeb9b617cdc813784b0705119c3782b (MD5) Previous issue date: 2015-03-05 / Nos dias atuais a comunica??o sem fio tem despertado interesse e est? se tornando uma tend?ncia nos ambientes industriais. Em parte essa realidade deve-se ?s facilidades de implanta??o e manuten??o, dispensando projetos sofisticados e execu??o de obras com custos proibitivos para implementa??o do cabeamento. Adicionalmente, a inser??o dessas tecnologias permite a cria??o de aplica??es que n?o eram poss?veis com as tecnologias legadas, al?m da flexibiliza??o de testes. Apesar dos benef?cios diretos, desafios t?cnicos (confiabilidade, autonomia de recursos energ?ticos, interfer?ncia do ambiente) e culturais se apresentam como os principais entraves para a implanta??o das redes industriais sem fio. Nesta disserta??o ser? abordado o problema da an?lise de ativos em redes industriais sem fio para o padr?o WirelessHart atrav?s da implementa??o de um sistema de monitoramento. O sistema permite a realiza??o de diversas atividades de gest?o de ativos independente de fabricantes, tais como: previs?o da vida ?til das baterias, manuten??o, dados de confiabilidade, topologia e a possibilidade de cria??o de novas m?tricas a partir de bibliotecas de desenvolvimento abertas e padronizadas. Atrav?s da implementa??o dessa ferramenta pretende-se contribuir para inser??o das tecnologias de comunica??o sem fio em ambientes industrias. / Nowadays wireless communication has emerged as a tendency in industry environments. In part this interest is due to the ease of deployment and maintenance, which dispenses sophisticated designs and wired infrastructure (which in industrial environment often prohibitively expensive) besides enabling the addition of new applications when compared to their wired counterparts. Despite its high degree of applicability, an industrial wireless sensor network faces some challenges. One of the most challenging problems are its reliability, energy consumption and the environment interference. In this dissertation will discuss the problem of asset analysis in wireless industrial networks for the WirelessHART standard by implementing a monitoring system. The system allows to carry out various activities of independent asset management manufacturers, such as prediction of battery life, maintenance, reliability data, topology, and the possibility of creating new metrics from open and standardized development libraries. Through the implementation of this tool is intended to contribute to integration of wireless technologies in industrial environments.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IvanovitchMDS_TESE_Capa_ate_pag78.pdf: 3947167 bytes, checksum: ce8af4212a09f9d5cf62d132879a91d3 (MD5) Previous issue date: 2013-01-21 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Ensuring the dependability requirements is essential for the industrial applications since faults may cause failures whose consequences result in economic losses, environmental damage or hurting people. Therefore, faced from the relevance of topic, this thesis proposes a methodology for the dependability evaluation of industrial wireless networks (WirelessHART, ISA100.11a, WIA-PA) on early design phase. However, the proposal can be easily adapted to maintenance and expansion stages of network. The proposal uses graph theory and fault tree formalism to create automatically an analytical model from a given wireless industrial network topology, where the dependability can be evaluated. The evaluation metrics supported are the reliability, availability, MTTF (mean time to failure), importance measures of devices, redundancy aspects and common cause failures. It must be emphasized that the proposal is independent of any tool to evaluate quantitatively the target metrics. However, due to validation issues it was used a tool widely accepted on academy for this purpose (SHARPE). In addition, an algorithm to generate the minimal cut sets, originally applied on graph theory, was adapted to fault tree formalism to guarantee the scalability of methodology in wireless industrial network environments (< 100 devices). Finally, the proposed methodology was validate from typical scenarios found in industrial environments, as star, line, cluster and mesh topologies. It was also evaluated scenarios with common cause failures and best practices to guide the design of an industrial wireless network. For guarantee scalability requirements, it was analyzed the performance of methodology in different scenarios where the results shown the applicability of proposal for networks typically found in industrial environments / Garantir os requisitos de dependabilidade ? fundamental para as aplica??es industriais, onde falhas podem conduzir a defeitos cujas consequ?ncias impactam em preju?zos econ?micos e principalmente danos ambientais e riscos aos operadores. Assim, diante da relev?ncia do tema, esta tese prop?em uma metodologia para an?lise da dependabilidade de redes industriais sem fio (WirelessHART, ISA100.11a, WIA-PA) ainda na fase de projeto. Entretanto, a proposta pode ser facilmente estendida para as fases de manuten??o e expans?o da rede. A proposta utiliza a teoria de grafos e o formalismo de ?rvores de Falhas para criar automaticamente um modelo anal?tico a partir de uma dada topologia de rede industrial sem fio, onde a dependabilidade possa ser avaliada. As m?tricas de avalia??o suportadas compreendem confiabilidade, disponibilidade e MTTF (tempo m?dio para falha) da rede, como tamb?m medidas de import?ncia dos dispositivos, aspectos de redund?ncia e defeitos em modo comum. Ressalta-se que a proposta independe de qualquer ferramenta para analisar quantitativamente as m?tricas visadas. Contudo, para prop?sito de valida??o da proposta utilizou-se uma ferramenta amplamente aceita na academia para esse fim (SHARPE). Adicionalmente, um algoritmo para gera??o dos cortes m?nimos originalmente aplicado na teoria de grafos foi adaptado para o formalismo das ?rvores de Falhas com o objetivo de garantir escalabilidade da metodologia ?s redes industriais sem fio (< 100 dispositivos). Finalmente, a metodologia proposta foi validada a partir de cen?rios t?picos encontrados em ambientes industriais, como topologias estrela, linha, cluster e mesh. Foram tamb?m avaliados cen?rios com defeitos em modo comum e um conjunto de pol?ticas a serem seguidas na cria??o de uma rede industrial sem fio. Para garantir aspectos de escalabilidade, uma an?lise de desempenho foi conduzida, onde pode-se observar a aplicabilidade da metodologia para as redes tipicamente encontradas em ambientes industriais