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Análise da aplicação de modelagem e simulação computacioal como apoio à tomada de decisão em processos produtivos industriais: estudo de caso em uma organização do segmento de duas rodas
(Universidade Federal do Pará, 2011-02-28) NOGUEIRA, Reginaldo Alves; OLIVEIRA, Roberto Célio Limão de; http://lattes.cnpq.br/4497607460894318
O presente trabalho destina-se a analisar os recursos e vantagens do uso da modelagem e simulação computacional em processos de manufatura industrial como ferramenta de apoio à tomada de decisão. Deste modo, efetuou-se um estudo de caso em uma empresa do segmento de duas rodas localizada no Pólo Industrial de Manaus, no qual se empregou o software Tecnomatix® Plant Simulation. Inicialmente, desenvolveu-se o projeto de simulação centrado na manufatura industrial de um processo produtivo do suporte oscilante, item de significativa relevância para a fabricação de motocicletas. Essa manufatura se distingue como sendo de alta complexidade em razão dos riscos proporcionados durante seu processo produtivo. Esta dissertação apresenta ainda, em seu bojo, conceitos relacionados à administração da produção e a importância da tomada de decisão, bem como as principais definições de modelagem e simulação computacional, com ênfase à plataforma Plant Simulation. Outras aplicações vantajosas no uso da ferramenta de modelagem e simulação computacional foram identificadas no decorrer do desenvolvimento deste trabalho. Contudo, a opção foi por restringir-se a demonstrar a otimização de um processo produtivo manual. Feita a análise dos resultados da simulação, nos múltiplos cenários modelados no ambiente virtual, e considerando os parâmetros de risco e produtividade, bem como tendo entendimento sistêmico da situação pesquisada, mostrou-se como melhor alternativa para a organização os cenários produtivos automatizados com layouts que possibilitem maior interação, flexibilidade, produtividade e menor risco – proporcionando a maximização dos resultados almejados. Por fim, a partir da análise dos resultados alcançados, juntamente com as conclusões pertinentes, torna-se fácil vislumbrar claramente as vantagens e recursos da aplicação da simulação computacional como instrumento de auxílio à tomada de decisão em processos de manufatura industrial.
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Desenvolvimento de um sistema de alerta de enchente aplicado aos planos de defesa civil em áreas de risco no estado do Pará utilizando Sistema de Informações Geográficas (SIG), caso: cidade de Marabá
(Universidade Federal do Pará, 2012-03-02) COSTA, Jamer Andrade da; COSTA, Tony Carlos Dias da; http://lattes.cnpq.br/5776447682706171
A presente dissertação desenvolveu um Sistema de Alerta de Enchentes para a Cidade de Marabá, localizada na confluência dos rios Itacaiúnas e Tocantins, a 440 km da cidade de Belém, capital do Estado do Pará. O Sistema de Alerta de Enchentes foi desenvolvido com base no modelo hidrológico MOD-4B incorporado a um Sistema de Informações geográficas. Esse sistema permite prever as variações do nível do Rio Tocantins ao longo do ano, de modo a acompanhar a evolução da cheia com antecedência de 4 dias, o que torna possível uma ação eficiente da defesa civil. O modelo de previsão utilizou como referência as réguas milimétricas localizadas nos rios Tocantins e Araguaia nas cidades de Carolina e Conceição do Araguaia, distantes aproximadamente 225 e 270 km, respectivamente, da cidade de Marabá. O sistema utiliza o software de geoprocessamento ArcView 3.3, que teve implementada uma interface desenvolvida através da linguagem de programação orientada a objetos Avenue, com a finalidade de rodar o aplicativo do modelo hidrológico. O uso de menus e janelas customizados do sistema possibilitou o acesso a dados espaciais e tabelas de dados relacionais e/ou banco de dados cadastral, além de módulos de análise espacial e de visualização de dados geográficos em um Sistema de Informações Geográficas (SIG), possibilitando a previsão de enchentes na forma de mapas, tabelas e relatórios com a indicação das áreas inundadas para os períodos de 4, 3, 2 e 1 dia de antecedência do evento de enchente. O Sistema permitiu identificar os imóveis e as ruas atingidos, e possibilitará através de levantamentos futuros quantificar a população afetada e os prejuízos causados pelo desastre, facilitando que a defesa civil execute planos de ação para enfrentamento eficiente antes, durante e depois da ocorrência da enchente.
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Modelagem da disponibilidade de uma unidade geradora da UHE-Tucuruí
(Universidade Federal do Pará, 2013-07-04) MOREIRA, Pedro Igor Carvalho; NEVES, Renato Martins das; http://lattes.cnpq.br/6538317425557058
Com o advindo do marco regulatório do Setor Elétrico Brasileiro, a partir de 2004, os agentes que atuam neste mercado têm experimentado um acirramento nas disputas por novos negócios, evidenciando um aumento de competitividade. A Disponibilidade dos Ativos Físicos e os Custos com Manutenção se apresentam como os pontos chave para a competitividade dos agentes. O presente trabalho tem por objetivo apresentar uma metodologia de Análise de Disponibilidade de Sistemas Reparáveis, durante as etapas de projeto ou de operação do sistema, contemplando a mensuração dos Custos com Manutenção versus o Desembolso com Aquisição para um nível esperado de desempenho. A metodologia para a Análise de Disponibilidade sugerida se utiliza da construção do Diagrama de Blocos do Sistema com respectivas descrições funcionais, exportação das informações para o formato de Árvore de Sucesso, composta de portas lógicas dos tipos "E" e "OU" as quais caracterizam um subsistema integrante do sistema principal. O analista pode reavaliar a topologia do sistema, agregando ou retirando redundâncias com a finalidade de ajustar o desempenho do projeto aos requisitos de Disponibilidade, Custo de Aquisição e Custos de Manutenção. Como resultados do trabalho foram identificadas lacunas normativas que definem a forma de controle do desempenho dos ativos, estabelecida uma sistemática de integração entre técnicas de modelagem de confiabilidade e disponibilidade, estabelecidos e incorporados indicadores de desempenho de Manutenção Programada em um agente do mercado, foram modelados e discutidos diferentes cenários para um Sistema de Circulação de Óleo de Mancal e foi aplicado o modelo a toda uma Unidade Geradora Hidráulica por meio da implementação computacional do modelo aos componentes críticos dos principais sistemas.
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Modelagem da palma de óleo na Amazônia: redução da adequabilidade climática até o final do século
(Universidade Federal do Pará, 2023-09-29) MENEZES, José Felipe Gazel; ARAÚJO, Alessandro Carioca de; http://lattes.cnpq.br/6188087583954899; https://orcid.org/0000-0002-7361-5087
A Amazônia sofre historicamente com o desflorestamento. Desde o final da década de 1960 até os dias de hoje, o processo de ocupação sempre foi realizado de maneira desordenada. Adicionalmente a este fato, há problemas locais característicos da região amazônica, como grilagem e invasão de terras. Portanto, tais fatores ajudam a explicar o porquê de a região amazônica possuir extensas áreas desmatadas e abandonadas. O presente trabalho destaca o monocultivo de palma de óleo como alternativa para reintegrar e transformar áreas abandonadas em áreas produtivas. Adicionalmente, é apresentado a importância da produção de palma de óleo para o mercado global e local, e como as mudanças climáticas podem afetar a produção da palma de óleo em cenários futuros. É utilizado um modelo de superfície desenvolvido pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA), para estimar a produção de palma de óleo. Este estudo foi conduzido em um monocultivo de palma de óleo com híbrido interespecífico (HIE), gerado a partir do cruzamento entre as espécies Elaeis guineensis Jacq (Africano) e Elaeis oleifera (Kunth) Cortés (Americano). Posteriormente, através da construção de um modelo de distribuição de espécies, estimamos como as áreas climaticamente adequadas ao cultivo de palma de óleo podem mudar no futuro, com base nos cenários de mudanças climáticas do IPCC.
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Modelagem do “tempo de execução” de obras civis: estudo de caso na Universidade Federal do Pará (UFPA)
(Universidade Federal do Pará, 2010-12-06) COUTINHO, Lêda Sílvia de Aguiar Lédo; DUARTE, André Augusto Azevedo Montenegro; http://lattes.cnpq.br/1135221873341973; NEVES, Renato Martins das; http://lattes.cnpq.br/6538317425557058
O objetivo desta pesquisa é propor um modelo numérico prognóstico que trate a variável “tempo” de forma eficiente e eficaz, com a finalidade de atender às reais necessidades dos clientes-usuários e à sociedade em geral. Todavia, realizou-se um levantamento bibliográfico sobre gestão pública, no tocante a obras públicas, estatística e pesquisa operacional para sistema organizacional, visando à modelagem numérica. A pesquisa foi baseada em metodologias quantitativas, com ênfase na pesquisa operacional para o estudo das obras públicas executadas sob a gerência da Prefeitura (PCU) da Universidade Federal do Pará (UFPA). Para a elaboração da base de dados, foram coletados informações de obras, reformas e ampliações, executadas durante o período de 2006 a 2009, junto à Comissão Permanente de Licitação (CPL) e à Fundação de Amparo ao Desenvolvimento da Pesquisa (FADESP). Mediante as regressões lineares e, após as transformadas das funções, foram obtidos para o modelo prognóstico os parâmetros estatísticos: coeficiente de correlação (R), de 0,899; coeficiente de determinação (R²), de 0,808; coeficiente de determinação ajustado (R² ajustado), de 0,796; e erro padrão (Se), de 0,41. Esses parâmetros demonstram forte correlação linearizada entre as variáveis, indicando que 79,60% da variabilidade do tempo para executar uma obra pública é causada ou produzida pela variação, em conjunto, da área; do valor orçado; da capacidade técnica operacional da IFES; da capacidade operacional da empresa; da tipologia de serviço; e da estação do ano. Com os resultados obtidos, conclui-se que é possível aplicar e implementar o modelo prognóstico para execução de obras públicas, pois se obteve uma ferramenta potente em sua aplicação para as melhorias dos procedimentos administrativos, tanto na estrutura como no seu desempenho, cujo principal resultado é a previsão do tempo para execução do empreendimento público.
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Modelagem e controle de conversor CC-CC bidirecional para gerenciamento de energia em supercapacitores
(Universidade Federal do Pará, 2025-03-21) SOUSA, Jessica Cristina Araujo de; SOARES, Thiago Mota; http://lattes.cnpq.br/0156338796116154; xxx; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148; xxx; BARRA JÚNIOR, Walter; RODRIGUES, Carlos Eduardo Moreira; FERREIRA NETO, João Aberides; CARDOSO, Diego Lisboa; http://lattes.cnpq.br/0492699174212608; http://lattes.cnpq.br/0412741071063952; http://lattes.cnpq.br/5402777019025681; http://lattes.cnpq.br/0507944343674734; xxx; xxx; xxx; https://orcid.org/0000-0002-5971-3668
Esta dissertação consiste em um estudo, modelagem matemática e projeto de controlador de um conversor CC-CC bidirecional intercalado com alto ganho de tensão para o gerenciamento de energia em supercapacitores. O estado da arte é abordado, evidenciando os principais estudos sobre conversores CC-CC e sistemas de armazenamento aplicado a sistemas de geração de energia. Um estudo sobre supercapacitores é desenvolvido, abordando as principais características, fundamentos, classificação e modelagem desta forma de armazenamento de energia. As topologias convencionais de conversores CC-CC de fluxo de potência unidirecional e bidirecional são abordadas, destacando suas principais características de operação. O funcionamento do conversor CC-CC bidirecional intercalado com alto ganho de tensão operando em modo Buck e Boost é analisado, descrevendo as etapas de operação em cada modo. A definição dos parâmetros de projeto e os cálculos dos componentes são apresentados. A modelagem matemática é realizada em espaço de estados através de uma análise qualitativa das etapas de operação, visando a obtenção dos modelos que representam o comportamento dinâmico do conversor operando nos dois modos de operação. Para garantir o desempenho desejado, técnicas de controle PI e projeto de compensadores foram empregados, visando atender os critérios de projeto estabelecidos. Os resultados foram validados através de simulações computacionais no software PSIM, considerando um fluxo de potência de 1 kW, com tensão em 48 V no barramento CC (modo Buck) e 162 V no módulo de supercapacitores (modo Boost), operando a uma frequência de comutação de 500 kHz. O desempenho dos controladores é analisado para carga e descarga do supercapacitor, avaliando a resposta dinâmica e em regime permanente diante de perturbações e distúrbios no sistema.
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Modelagem e simulação da operação de sistemas de geração com fontes renováveis de energia suprindo minirrede de distribuição
(Universidade Federal do Pará, 2018-01-19) FERREIRA, Andreza Cardoso; GALHARDO, Marcos André Barros; http://lattes.cnpq.br/6672470707462259; PINHO, João Tavares; http://lattes.cnpq.br/0847897516772421
O presente trabalho aborda o desenvolvimento de modelos computacionais em ambiente Simulink/Matlab, a fim de simular a operação em aplicações isoladas e/ou interligadas à rede elétrica de uma minirrede de distribuição de energia elétrica com sistemas híbridos de produção de eletricidade, pertencente ao Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas (GEDAE), da Universidade Federal do Pará, no campus de Belém. O trabalho também descreve o sistema híbrido e seus componentes (sistemas de geração, sistemas de condicionamento de potência, minirrede e cargas propostas), bem como os modelos matemáticos, apresentando as equações dos componentes, aplicadas a estudos dinâmicos. Em seguida, os modelos dos componentes que constituem o sistema são validados e analisados a partir de dados experimentais. Apresenta-se também como resultado a integração dos modelos propostos do sistema híbrido, simulando-se três diferentes estratégias ou modos de operação como estudo de caso. O modelo desenvolvido possui a função de auxiliar esses estudos, simplificando a análise e propiciando diferentes possibilidades de simulações em curtos tempos de processamento. O objetivo principal do trabalho é disponibilizar um modelo computacional capaz de simular o comportamento de um sistema híbrido em condições de operação conectada à rede convencional ou de forma isolada.
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Modelagem sísmica via métodos das diferenças finitas: caso da bacia do Amazonas
(Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, 2009-03) FERNANDES, Lindemberg Lima; CRUZ, João Carlos Ribeiro; BLANCO, Claudio José Cavalcante; BARP, Ana Rosa Baganha
Este trabalho tem por objetivo apresentar os resultados da modelagem sísmica em meios com fortes descontinuidades de propriedades físicas, com ênfase na existência de difrações e múltiplas reflexões, tendo a Bacia do Amazonas como referência à modelagem. As condições de estabilidade e de fronteiras utilizadas no cálculo do campo de ondas sísmicas foram analisadas numericamente pelo método das diferenças finitas, visando melhor compreensão e controle da interpretação de dados sísmicos. A geologia da Bacia do Amazonas é constituída por rochas sedimentares depositadas desde o Ordoviciano até o Recente que atingem espessuras da ordem de 5 km. Os corpos de diabásio, presentes entre os sedimentos paleozóicos, estão dispostos na forma de soleiras, alcançam espessuras de centenas de metros e perfazem um volume total de aproximadamente 90000 Km³. A ocorrência de tais estruturas é responsável pela existência de reflexões múltiplas durante a propagação da onda sísmica o que impossibilita melhor interpretação dos horizontes refletores que se encontram abaixo destas soleiras. Para representar situações geológicas desse tipo foram usados um modelo (sintético) acústico de velocidades e um código computacional elaborado via método das diferenças finitas com aproximação de quarta ordem no espaço e no tempo da equação da onda. A aplicação dos métodos de diferenças finitas para o estudo de propagação de ondas sísmicas melhorou a compreensão sobre a propagação em meios onde existem heterogeneidades significativas, tendo como resultado boa resolução na interpretação dos eventos de reflexão sísmica em áreas de interesse. Como resultado dos experimentos numéricos realizados em meio de geologia complexa, foi observada a influência significativa das reflexões múltiplas devido à camada de alta velocidade, isto provocou maior perda de energia e dificultou a interpretação dos alvos. Por esta razão recomenda-se a integração de dados de superfície com os de poço, com o objetivo de obter melhor imagem dos alvos abaixo das soleiras de diabásio.
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Otimização do processo de embarque de navios de grãos utilizando modelo de simulação: estudo de caso no complexo portuário do Itaqui
(Universidade Federal do Pará, 2023-10-20) OLIVEIRA FILHO, Landrin Sandin Gonçalves de; MORAES, Hito Braga de; http://lattes.cnpq.br/5044859479302394; https://orcid.org/0000-0003-0214-0587
O porto do Itaqui, Maranhão/Brasil, consolidou a sua posição de destaque no arco norte, sendo o único a movimentar grãos em quantidade acima do seu potencial, estimado para exportar cerca de 12 milhões de toneladas em 2020 e fechou o ano com 12,1 milhões de toneladas de grãos movimentadas. O crescimento das exportações se deu com a consolidação da 2a fase do Terminal de Grãos do Porto do Itaqui - Tegram somados aos investimentos feitos na ampliação, com adoção de medidas para melhorar a operacionalização, com a otimização dos acessos, da dragagem dos berços e dos canais de acesso, proporcionando aumentar a capacidade de movimentar de 20 milhões de toneladas em 2025. O presente trabalho se propõe a escolher o cenário entre os modelos simulados, que apresente os melhores resultados nas operações de carregamento de navios de grãos, com a aplicação de processos estocásticos através da técnica de modelagem e simulação utilizando software especializado, que proporcione a otimização da capacidade produtiva do porto do Itaqui. Para o desenvolvimento do modelo foi utilizado o software Arena e através de dois cenários alternativos foram feitas análises em relação aos tempos de espera no fundeio, número de navios atendidos e índice de ocupação.
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Previsão de distorção harmônica em cargas residenciais utilizando redes neuro-fuzzy
(Universidade Federal do Pará, 2018-07-11) MORAIS JÚNIOR, Albino Moisés Faro de; TOSTES, Maria Emília de Lima; http://lattes.cnpq.br/4197618044519148
Este trabalho apresenta uma modelagem para DHTv%, DHTi% e harmônicos individuais utilizando previsões de um sistema ANFIS que aprende com dados medidos e prevê o comportamento da rede para valores futuros. Estas previsões podem ajudar a atender as normas nacionais de DHTv% estipuladas pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) através dos Procedimentos de Distribuição (PRODIST), como as normas internacionais de DHTi%., desta forma se antecipando às normas que atualmente são recomendativas, mas em um futuro próximo serão punitivas. A modelagem é realizada por meio de um sistema Neuro-Fuzzy denominado ANFIS, o qual utiliza rede neural para aprender o comportamento do sistema e ajuste dos parâmetros e regra Fuzzy para a determinação dos valores de saída do sistema levando em consideração o aprendizado da rede Neural. A grande vantagem desta ferramenta é o poder de se modelar padrões utilizando uma previsão de estado harmônico das cargas conectadas na baixa tensão, o que ajuda na criação de pseudomedidas para as redes de distribuição, onde é difícil e oneroso a obtenção de medições reais. Entre as aplicações práticas para esta ferramenta pode-se destacar a utilização dos valores previstos em substituição a valores anômalos medidos, a utilização em medidores de energia para prever e evitar a ultrapassagem dos valores de Distorção Harmônico estipulados em norma e a utilização como base para a previsão de harmônicas individuais, que podem ser utilizadas em estudos de fluxo de carga harmônicos.
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Simulação computacional no auxílio à tomada de decisão nos processos industriais: utilizando a ferramenta Tecnomatix Plant Simulation 9.0
(Universidade Federal do Pará, 2011-03-01) SANTOS, Eliton Smith dos; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785
Atualmente existem inúmeros processos produtivos automatizados, os quais vêm se tornando cada vez mais complexos em função das necessidades do mundo moderno e, portanto, demandam nas fases de projetos e de implementação ferramentas de engenharia cada vez mais poderosas para modelá-los e analisá-los da maneira mais eficiente possível. Nesse ambiente de crescente pressão por resultados positivos, racionalização e aprimoramento de recursos internos, que a ferramenta computacional Tecnomatix Plant Simulation 9.0, surge como um caminho para a obtenção de competitividade produtiva. Ressaltando ainda que, o estudo proposto é de grande relevância para os profissionais da gestão produtiva, os quais almejam resultados que minimizem custos e maximizem lucros.
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Soluções híbridas com uso de transformadas integrais na análise do escoamento em mancais de escora circulares
(Universidade Federal do Pará, 2014-12-15) MEDEIROS, Nielson Veloso; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785; https://orcid.org/0000-0001-9365-7498
O presente trabalho explora a modelagem e solução da equação de Reynolds e simulação do problema de lubrificação hidrodinâmica em mancais de escora circulares com sapatas de Rayleigh e sapata fresada. A modelação matemática do problema de escoamento hidrodinâmico em mancais com a consideração dos termos inerciais centrífugos produz uma versão modificada da genérica Equação de Reynolds, denominada equação de Reynolds com termos inerciais. Esta equação é solucionada pelo método da técnica de transformada integral generalizada (GITT), onde este transforma a equação de Reynolds gerando um sistema de equações ordinárias, infinito e não-linear para a obtenção da solução analítico-numérica do campo de pressão do filme fluido, da carga suportada e da potência consumida pelo mancal, onde estes parâmetros de desempenho dependem da geometria adotada para o mancal. Assim, quatro algoritmos foram originados pelo sistema transformado, sendo que a diferença entre eles são as geometrias escolhidas para os mancais, porém todos os códigos computacionais fizeram uso da forma tradicional da GITT. Todos os códigos foram implementados em linguagem FORTRAN 90/95 e solucionados através da rotina BVPFD da biblioteca do IMSL (1987). A solução para a equação de Reynolds do referido trabalho expressa por meio do potencial de transferência adimensional P(r,), que foi encontrado para as diversas combinações dos coeficientes adimensionais que constituem os termos desta equação. Foi verificada a aplicabilidade da técnica através da comparação dos resultados provenientes do uso da GITT aos valores encontrados pelo método de volumes finitos (MVF) nos trabalhos publicados por Blanco e Prata (1998, 2014). Foi verificado o comportamento dos campos de pressão variando-se os tamanhos da série obtidos pelos códigos computacionais. Os resultados apresentam razoáveis convergências.