Programa de Pós-Graduação de Mestrado e Doutorado em Engenharia Mecânica
URI Permanente desta comunidade
Navegar
Navegando Programa de Pós-Graduação de Mestrado e Doutorado em Engenharia Mecânica por Orientador "Lima, Fabio"
Agora exibindo 1 - 12 de 12
Resultados por página
Opções de Ordenação
Dissertação Análise de eficiência energética em sistemas de produção por meio da utilização de ferramentas de manufatura digital(2016) Antoniol, R. L.Recentes dificuldades de abastecimento do sistema energético brasileiro, mudanças climáticas globais, pressão pela aplicação de práticas sustentáveis e custos de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica com perspectiva de crescimento são fatores cada vez mais presentes na pauta de discussão da sociedade atual. De maneira complementar, o custo da energia elétrica torna-se cada vez mais significativo, sendo um importante vetor a ser considerado na competitividade empresarial. Desta forma, este trabalho busca incluir as variáveis associadas à eficiência energética dentro do contexto de análise de sistemas de manufatura. A metodologia utilizada inclui a construção de um modelo de simulação a partir de um sistema de manufatura digital, considerando-se esta uma tecnologia emergente que busca aprimorar os processos de desenvolvimento de sistemas de produção através da introdução de novos conjuntos integrados de software. Os cenários avaliados envolvem a coleta e análise de dados energéticos e de manufatura de uma linha de produção de motores automotivos, submetida à implementação de diferentes estratégias de simulação que objetivam a redução do consumo global de energia elétrica. Os resultados obtidos demonstram que a simulação de ações de controle a partir de sistemas de manufatura digital permite não apenas a obtenção de um diagnóstico apurado da situação atual das instalações, como também possibilita o uso mais eficiente dos recursos disponíveis através da identificação de oportunidades de incremento em indicadores de eficiência energética, mesmo em sistemas de produção já bem concebidos originalmente.Dissertação Aprendizado de máquina para classificação da desocupação de leitos pós-cirúrgicos: um estudo sobre pacientes cardiopatas congênitos(2020) Teramachi, A. G.As cardiopatias congênitas estão entre as anomalias congênitas mais comuns e caso não sejam descobertas e tratadas adequadamente em um estágio inicial, bebês e crianças terão uma qualidade de vida ruim e poderão ir a óbito no decorrer do tempo. Em muitos casos, faz-se necessária a intervenção cirúrgica antes do primeiro ano de vida e quando ela ocorre, é importante estimar o tempo de ocupação dos leitos pós cirúrgicos, tanto para o gerenciamento de capacidade, planejamento e otimização de recursos por parte do hospital quanto para orientar os pacientes e suas famílias. O presente estudo tem como objetivo propor dois modelos, através da utilização de algoritmos de Aprendizado de máquina (Machine Learning), um para classificação do tempo de ocupação de leitos de UTI pós cirúrgicos, outro para classificação do tempo de ocupação de leitos de enfermaria pós cirúrgicos, já que são raras as pesquisas relacionadas ao tempo de ocupação de leitos pós cirúrgicos de enfermaria individualmente. Os dados utilizados para treinamento dos algoritmos são referentes a cirurgias cardíacas realizadas em pacientes portadores de cardiopatias congênitas, extraídas do banco de dados ASSIST, particular do Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (InCor - FMUSP). Os algoritmos treinados foram: Random Forest, ExtraTrees, Gradient Boosting, Adaboost, Support Vector Machine e a rede neural Multilayer Perceptron treinada utilizando o algoritmo Backpropagation. O modelo que apresentou o melhor desempenho para classificação do tempo de ocupação dos leitos de UTI foi o Random Forest para classificação do tempo de ocupação dos leitos de enfermaria foi o Gradient BoostingDissertação Comissionamento virtual de célula robotizada utilizando aprendizado de máquina(2020) Miranda, G. B.O mundo vivencia uma mudança sem precedentes quanto as tecnologias da informação e processos industriais. A nova era da indústria 4.0 em conjunto com novas aplicações de inteligência artificial fomentam uma série de novas áreas de interesse para a indústria, questionando-se se os métodos convencionais que compõem os processos industriais continuarão os mesmos. Visando obter respostas para alguns desses questionamentos, este trabalho investiga a viabilidade na substituição de um controlador lógico programável por um sistema de redes neurais no controle de eventos discretos de uma célula robotizada. Desta forma, a pesquisa avalia os procedimentos necessários para que essa implementação seja possível, analisando os problemas encontrados, limitações, dificuldades e vantagens comparadas aos métodos convencionais. Para tal análise, são utilizadas ferramentas de manufatura digital que permitem realizar o comissionamento virtual de uma célula robotizada para simulação e validação do modelo. O modelo proposto teve seu controle por meio de um sistema de redes neurais artificiais, do qual, os dados de treinamento foram extraídos a partir de observações de um modelo de lógica booleana. Ao término desta pesquisa, foi possível elaborar os procedimentos necessário para o método proposto, que se mostrou viável diante da aplicação realizada, e compará-la com os métodos convencionais de programaçãoDissertação Fazenda inteligente: desenvolvimento de um gêmeo digital para um sistema de irrigação(2021) Alves, R. G.A agricultura mundial enfrenta o desafio de aumentar a sua produção agrícola em 50% de 2012 até 2050, ao mesmo tempo em que deve reduzir o consumo de água já que a agricultura corresponde a 69% de toda a água doce utilizada no planeta. Diante deste cenário, o uso de tecnologias com a Internet das Coisas, o Big Data, Sistemas ciberfísicos, entre outras, no ambiente agrícola é cada vez mais necessário para garantir um aumento de produtividade e uma diminuição no consumo de recursos naturais, surgindo assim o conceito de fazenda inteligente. Dentro deste contexto foi desenvolvido, neste trabalho, um gêmeo digital para um sistema de irrigação utilizando para isso o software de simulação por eventos discretos integrado a uma plataforma de Internet das Coisas. O gêmeo digital permite uma troca de informações entre o mundo físico e o mundo digital de maneira automática, habilitando o fazendeiro a avaliar o estado atual de seu sistema de irrigação, validar o comportamento do mesmo dado uma determinada recomendação de irrigação e executar esta recomendação de irrigação validada. A comunicação entre os diversos componentes da plataforma de Internet das Coisas e o software foi estabelecida para avaliar apenas o parte digital do gêmeo digital. Deste modo, é possível avaliar o correto funcionamento da plataforma e do sistema de irrigação através do modelo digital antes de implantar a plataforma e o sistema em campo. Estima-se que após a implantação da plataforma e do sistema em campo ainda seria possível acompanhar o comportamento do mesmo ao longo do tempo, permitindo assim que um gêmeo digital para um sistema de irrigação esteja funcional durante uma safra inteiraDissertação Implementação de retrofit em máquinas industriais legadas para a inserção no contexto da indústria 4.0(2021) Vicentin, AlexandreNos dias atuais, a conectividade no escopo fabril é de suma importância para fornecer informações detalhadas da real situação do funcionamento dos diversos equipamentos e dispositivos, como também, o aprimoramento na obtenção de dados para uma manutenção preditiva, aperfeiçoamento na eficiência energética, redução das paradas não planejadas para, por fim, elevar a confiabilidade e a vida útil do maquinário. Neste trabalho, é discutido o retrofit de máquinas legadas a partir do contexto da Industria 4.0, propondo uma transição com baixo custo, e focada no consumo de energia e na conectividade. A implementação de dispositivos Gateways, como também os sensores e concentradores de energia, viabilizam o acesso de máquinas de comando numérico computadorizado (CNC) legadas a Internet das Coisas, Big Data e a computação em nuvem, gerando dados focados no consumo de energia dessas máquinas. Com esta solução, é possível também desenvolver e melhorar a automação da máquina CNC e encorajar as indústrias a seguirem este modelo para que possam inserir-se no contexto da Indústria 4.0Dissertação A influência das condições operacionais na pontualidade do transporte marítimo: simulação de um sistema de cabotagem no Brasil(2020) Müller, S. D. G.Dentre as modalidades existentes para o transporte de cargas, destaca-se o Liner Shipping por sua relevância ao processo de globalização e seu exponencial crescimento nas últimas décadas, consequência de seus atrativos atributos de confiabilidade, previsibilidade, elevada capacidade e baixo custo de transporte. Embora pontualidade também seja considerada como característica do Liner Shipping, dados apontam que isto não têm sido observado na prática, especialmente em mercados subdesenvolvidos, tema abordado em numerosos trabalhos acadêmicos nesta área. No Brasil, a navegação de cabotagem exerce um papel fundamental à logística nacional ao oferecer uma alternativa viável e eficaz ao modal rodoviário, o principal meio utilizado neste país. Todavia, devido à precária infraestrutura portuária e à baixa eficiência dos principais terminais, há elevado custo operacional e baixa confiabilidade dos serviços. Para avaliar como as condições operacionais dos portos brasileiros afetam o planejamento estratégico e tático de um serviço de Liner Shipping designado à Cabotagem, elaborou-se um modelo de simulação a eventos discretos, no qual foi estudado o serviço de uma grande empresa nacional ao longo de um ano e os dados obtidos após a simulação foram confrontados com o planejamento determinístico pré-definido pela companhia. Os resultados mostram diversas disrupções na pontualidade do serviço, obrigando a companhia a variar a velocidade de seus navios, muitas vezes de maneira pouco atrativa financeiramente. Visualizou-se, ainda, algumas escalas com dados sub- ou superdimensionadas, interferindo na qualidade da prestação e adicionando custos desnecessários ao sistema. Por fim, identificou-se alterações necessárias a determinado planejamento, a fim de melhorar sua pontualidadeDissertação Manufatura aditiva(2022) Pereira, Felipe di StefanoA manufatura aditiva é uma das tecnologias habilitadoras da Industria 4.0 e nos últimos anos vem aumentando sua utilização na indústria em todo o mundo, tanto na fase de prototipagem de um produto, quanto na fase de produção final. Além disso, é importante destacar que a manufatura aditiva está ligada à fabricação de uma diversa gama de produtos, que podem ir desde artigos de lazer, até componentes da área da medicina. No Brasil, o uso desta tecnologia está em amadurecimento e cresce a cada ano, porém, ainda em uma parcela menor do que no restante do mundo. O principal benefício da utilização da manufatura aditiva é poder projetar peças personalizadas devido à facilidade na elaboração de projetos e na obtenção de materiais como termoplásticos, elastômeros, cerâmicos e metais para finalizações. O objetivo deste trabalho é identificar as barreiras e oportunidades na utilização da manufatura aditiva pela indústria brasileira e para isso foi realizado um survey interseccional e exploratório. Para a análise estatística, algumas ferramentas foram utilizadas, como o teste T e a aplicação da análise fatorial por componentes principais (ACP). O resultado da pesquisa de campo identificou que as barreiras no grupo de empresas que já possuem ou utilizam manufatura aditiva são investimento excessivamente alto, falta de treinamento de pessoal e que a tecnologia não é adequada para o setor e como oportunidades a criação de novos produtos com geometrias complexas, maior desempenho e qualidade, redução do tempo de prototipagem e personalização do produto. Para as empresas que não utilizam manufatura aditiva as barreiras são design e softwares para projetos, confiança na tecnologia e operadores qualificados e as oportunidades, redução de custos de materiais, redução no tempo de prototipagem e redução do impacto ambiental. A contribuição desta pesquisa para a indústria brasileira é a possibilidade de utilização dos resultados obtidos como benchmark na tomada de decisão da utilização desta tecnologiaDissertação Modelagem e simulação de sistema de manufatura avançada baseada em agentes(2017) Cavata, J. T.As inovações nos processos de manufatura proporcionadas pela nova tendência da Quarta Revolução Industrial abrem lacunas de pesquisa nos atuais modelos de produção para a sua adequação aos conceitos inseridos pela Indústria 4.0, tornando o processo produtivo em uma nova forma de manufatura avançada. Dentre os principais conceitos introduzidos destacam-se a Internet das Coisas e Sistemas Ciber-Físicos como as bases para o desenvolvimento da manufatura. O objetivo desta pesquisa é de apresentar, a partir de comparativo entre um modelo de manufatura convencional e um modelo de manufatura avançada, que a implementação da manufatura avançada pode trazer benefícios nos indicadores de produção. O método adotado de comparação é a modelagem e simulação de um processo produtivo convencional e de um processo de manufatura avançada, adotando algumas funcionalidades resultantes da aplicação de Internet das Coisas e Sistemas Ciber-Físicos. Neste estudo aborda-se a questão dos métodos de simulação que podem representar a transição da manufatura convencional para a manufatura avançada. Os modelos gerados são simulados computacionalmente utilizando método de simulação baseado em agentes.Dissertação Modelagem, otimização e simulação de uma área de picking(2021) Gamarra, Caio JorgeDiversos estudos indicam a importância do setor de logística nas empresas, principalmente naquelas cujos pedidos possuem grande variedade de produtos. Nestas, o setor de picking destaca-se, pois é a operação mais demorada para a empresa. Isto ocorre devido a variedade elevada de produtos e a demanda de movimentação de material para a composição dos pedidos. Uma forma de evitar desperdício de tempo e diminuir o esforço dos operadores de picking é realizar o estudo da rota de coleta dos itens para a montagem dos pedidos. A implementação de políticas de rotas promove diminuição na distância percorrida pelos funcionários e maior agilidade na montagem dos pedidos. A literatura apresenta diversas formas de promover benefícios na operação de picking. Este trabalho propõe uma metodologia combinando a modelagem do centro de distribuição (CD) em um software de simulação e a utilização de um algoritmo de otimização em busca de prover uma rota específica para realização das sequências de coleta para todos os pedidos com o objetivo de diminuir as distâncias percorridas pelos funcionários. Esta metodologia utiliza a simulação, em uma primeira iteração, para facilitar a obtenção de dados que seriam de grande dificuldade de coletar fisicamente, por exemplo a matriz de distâncias entre todas as posições. Com os dados disponibilizados pelo modelo, é possível então implementar um algoritmo que calcule sequências de coleta de menor distância. Por fim, o modelo de simulação pode ser utilizado novamente para a validação dos valores encontrados e teste da viabilidade de implementação da rota de coleta proposta pelo algoritmo. Neste trabalho, esta metodologia foi posta em prática com informações de uma grande empresa do setor de bebidas no Brasil, a qual teve um dos seus centros de distribuição modelado a fim de avaliar os desperdícios da operação de montagem dos pedidos. O algoritmo para estudo das rotas de coleta selecionado foi o Simulated Annealing devido a sua agilidade em convergir em um resultado. Aplicando esta metodologia neste Centro de Distribuição, obteve-se uma redução de mais de 7% na distância percorrida pelos operadores, sem a necessidade de investimentos em infraestruturaDissertação Dissertação Proposta de uma estrutura de base para gêmeo digital em sistemas de manufatura: foco no consumo de energia elétrica(2024) Santos, Leandro SilvaDissertação