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- Estudo experimental de processos de ventilação em sala modeloPublication . Osswald, Guilherme António Valente; Rego, Rui Filipe Neves de AraújoDentro dos consumos energéticos globais, os edifícios compreendem uma parte significativa, sendo os sistemas AVAC, aquecimento, ventilação e ar condicionado, por sua vez, um dos maiores componentes nos gastos dos edifícios. Este consumo tem justificado a investigação de novas estratégias e equipamentos de ventilação que consigam aumentar a sua eficiência e diminuir os gastos desnecessários. Para se conseguir esta diminuição, têm vindo a ser estudadas técnicas e equipamentos de ventilação que aumentem a sua eficiência. Estes testes, devido à sua complexidade crescente, implicam estudos que se apoiam fundamentalmente no CFD, Mecânica de Fluidos Computacional, ferramenta que prevê o comportamento de escoamentos, interiores ou exteriores, baseando-se na conservação de massa, energia e quantidade de movimento dos fluidos. As simulações numéricas do CFD proporcionam resultados que necessitam, por sua vez, de validação. A validação consiste na comparação de resultados experimentais com os resultados numéricos. Estes dados experimentais são conseguidos por meio de ensaios experimentais da situação real análoga à que se pretende simular. Nesta dissertação são realizados ensaios experimentais para uso em validação de simulação numérica no caso de uma sala de testes isotérmica climatizada. Estes ensaios consistiram na medição de velocidade e temperatura de ar no interior da sala com o uso de anemómetros de fio quente omnidirecionais para a situação de caudal de insuflação constante a temperatura constante. Foi proposta uma metodologia de ensaio e fizeram se alguns testes para validar a mesma. Esta validação de ensaio permitiu validar a metodologia usada com base nas condições iniciais estabelecidas e na coerência de resultados ao longo do tempo. Também foi ava liada a interferência da obstrução física do suporte usado nas medições de velocidade. Após a validação de ensaio mediu-se a magnitude da velocidade e a temperatura numa malha de 119 pontos no plano XY em 5 alturas distintas. As medições nestes pontos permitiram mapear as magnitudes em diversos planos e retirar os seus contornos. Com estes dados foi possível caracterizar a ventilação como Ventilação Aderente à Pa rede Vertical e observaram-se fenómenos de escoamento interior característicos desta ventilação. Estes resultados experimentais foram posteriormente usados para validação de resulta dos numéricos, permitindo a validação da simulação numérica referente a este caso.
- Desenvolvimento de um Sistema de Monitorização de Respiração para Pacientes de Radioterapia ExternaPublication . Santos, Paulo André Neto da Rocha; Ramos, Gina Maria Oliveira Vilão deUma das opções mais recomendada e prescrita para o tratamento de cancro é a radioterapia. Este procedimento consiste em utilizar feixes de alta energia para matar células cancerígenas, sendo que o seu objetivo principal é destruir um menor número possível de células saudáveis, atingindo apenas os alvos que necessitem de radiação. Como forma de juntar os processos de radioterapia com os benefícios das novas tecnologias, criou-se um sistema de monitorização da respiração capaz de controlar e identificar os diferentes momentos de respiração de cada doente oncológico. Tendo como método de comparação o sistema da VARIAN®, o software desenvolvido tem como base a linguagem de programação Python, a utilização de um marcador físico, uma câmara para acompanhar os movimentos e uma calibração realizada no background de todo o sistema. O marcador físico revelou-se uma forma mais simples de simular o comportamento respiratório pois, após o seu reconhecimento e calibração previamente realizada, faz a ligação imediata com uma câmara e todos os seus movimentos são monitorizados. Estes marcadores estão conectados a uma base de dados que, por sua vez, apresentam diferentes bibliotecas. Estas que podem ser interpretadas e utilizadas pelo Python, uma linguagem open source, de fácil compreensão e disponível para vários sistemas operacionais. O software apresenta quatro componentes: visualização de imagem em tempo real, gráfico do movimento detetado, imagem para indicar autorização para iniciar radiação e um conjunto de botões responsáveis por diferentes ações. Com todas estas variantes, construiu-se um sistema simples, eficaz, com um design intuitivo e capaz de realizar todas as tarefas consideradas necessárias para controlar os momentos de respiração de um doente oncológico em sessões de radioterapia.
- A Gestão da Qualidade no contexto da Indústria 4.0Publication . Melo, Vanessa Rabello de; Sá, José Carlos Vieira deA quarta revolução industrial surgiu com o objetivo de agregar novas tecnologias às indústrias com o propósito de trazer mais agilidade, aumentar a produtividade, otimizar processos e com essas mudanças serem capazes de se tornarem mais competitivas no mercado. Essas mudanças ocorrem na gestão e na produção das empresas e refletem, principalmente, nos clientes. Transformar o ambiente de uma indústria em um ambiente inteligente significa criar um ambiente interativo, onde a computação é utilizada para melhorar as atividades. Para responder a seguinte questão de investigação: “De que forma o sistema de Gestão da Qualidade sofre mudanças com a implementação da indústria 4.0 dentro das organizações?” Foi realizada uma revisão sistemática da literatura (RSL), juntamente com uma análise bibliométrica, com o principal foco nas palavras-chave gestão da qualidade, indústria 4.0 e qualidade 4.0 e suas principais relações. A base de dados utilizada neste estudo foi retirada da plataforma Web of Science (WoS), onde foi constatado que o primeiro estudo a cerca deste tema foi publicado em 2015. A partir desses dados foi desenvolvido um mapa através do software Vosviewer, onde foi possível identificar os principais clusters encontrados em todas as publicações utilizadas, ou seja, as áreas de estudo mais relevantes para este tema. O método de investigação incluiu a elaboração de um survey online e enviado a profissionais de indústrias em Portugal e Brasil, e também, aos profissionais mais específicos da área da Qualidade, a fim de promover o estudo quantitativo sobre o tema. O objetivo consistiu compreender as perceções, desafios, mudanças, resultados e impactos na área da gestão da qualidade ao adotar as tecnologias referente a indústria 4.0 para tornar-se qualidade 4.0. A partir do questionário foram apuradas 116 respostas, destas 63 foram validadas por possuírem a indústria 4.0 implementada na empresa. Através das análises das respostas foi possível verificar que Checklist Digital e Big data são as ferramentas mais utilizadas pelas empresas; ambas com valores acima de 50% e a seguir o Plano de ação digital com 44,4%. Verificou-se também que o benefício mais mencionado foi a melhoria na gestão de processos, seguida da melhor e mais eficaz tomada de decisão. Os resultados combinados da revisão sistemática da literatura, análise bibliométrica e questionário online indicam que a transformação digital que ocorre na gestão da qualidade oriunda da indústria 4.0 fornece ferramentas tecnológicas poderosas para agregar aos processos da empresa, e quando combinadas com uma gestão da qualidade convencional de base sólida melhoram a eficiência da qualidade 4.0, e mantém-se o foco na satisfação do cliente, além de manter a melhoria contínua do sistema. Desafios também são mencionados nessa implementação, como: investimento financeiro e o relacionamento entre os departamentos ao longo da cadeia produtiva, principalmente a conexão com o departamento de tecnologia da informação (TI), além da adaptação cultural.
- Understanding the Impact of Online Communication Strategies on Consumer Purchase Intention for Green CosmeticsPublication . Teixeira, Sara; Oliveira, Zaila; Teixeira, Sandrina; Teixeira, Sarancreased environmental awareness has increased the demand for green products, mainly cosmetics. This fact challenges companies to adapt to changes and consider environmental problems in their communication strategies to offer products that meet current trends in the consumer market. This implies the need to understand the antecedents of purchase intention better. This research was guided by the theory of planned behaviour (TPB) with the aim of understanding the impact of online communication strategies on consumer purchase intention of green cosmetics. Intention to purchase green cosmetics was measured, as were two of the main TPB constructs, specifically attitude and subjective norms. In addition, other variables were added to the study, such as electronic word of mouth (e-WOM), influencer marketing, and brand content. Data collected through an online survey (N = 151) were analysed using statistical techniques based on variance through partial least squares (PLS) using the SmartPLS3 v.3.3.9 software. The results show that the online communication strategies that impact the purchase intention of green cosmetics are e-WOM and brand content. In practice, the results obtained provide valuable information for professionals and academics, benefiting the perception of the factors that motivate the intention to purchase green cosmetics, contributing to the implementation of better online communication strategies.
- Virtual Reality Applied to Welder TrainingPublication . Couto, Manuel Bento Barbosa do; Silva, Manuel Fernando dos Santos SilvaWelding is a challenging, risky, and time-consuming profession. Recently, there has been a documented shortage of trained welders, and as a result, the market is pushing for an increase in the rate at which new professionals are trained. To address this growing demand, training institutions are exploring alternative methods to train future professionals with the goals of improving learner retention of information, shortening training periods, and lowering associated expenses. The emergence of virtual reality technologies has led to initiatives to explore their potential for welding training. Multiple studies have suggested that virtual reality training delivers comparable, or even superior, results when compared to more conventional approaches, with shorter training times and reduced costs in consumables. Additionally, virtual reality allows trainees to try out different approaches to their work. The primary goal of this dissertation is to develop a virtual reality welding simulator. To achieve this objective effectively, the creation of a classification system capable of identifying the simulator’s key characteristics becomes imperative. Therefore, the secondary objective of this thesis is to develop a classification system for the accurate evaluation and comparison of virtual reality welding simulators. Regarding the virtual reality welding simulation, the HTC VIVE Pro 2 virtual reality equipment was employed, to transfer the user’s action from the physical to the virtual world. Within this virtual environment, it was introduced a suite of welding tools and integrated a Smoothed Particle Hydrodynamics simulator to mimic the weld creation. After conducting comprehensive testing that revealed certain limitations in welding quality and in the simulator performance, the project opted to incorporate a Computational Fluid Dynamics (CFD) simulator. The development of the CFD simulator proved to be a formidable challenge, and regrettably, its complete implementation was unattainable. Nevertheless, the project delved into three distinct grid architectures, from these, the dynamic grid was ultimately implemented. It also proficiently integrated two crucial solvers for the Navier-Stokes equations. These functions were implemented in the Graphics Processing Unit (GPU), to improve their efficiency. Upon comparing GPU and Central Processing Unit (CPU) performance, the project highlighted the substantial computational advantages of GPUs and the advantages it brings to fluid simulations.
- Simulação de processos de estampagem pelo método de elementos finitosPublication . Barros, André Filipe Resende; Campilho, Raul Duarte Salgueiral GomesO processo de estampagem desempenha um papel fundamental em vários setores, nomeadamente o setor automóvel. Pela sua grande utilização, este ramo impulsionou a evolução de tecnologias e materiais usados em conformação plástica. Ainda que os aços de elevado limite elástico desenvolvidos apresentem excelentes propriedades mecânicas, existem inconvenientes relacionados com a sua conformabilidade, que estão associados ao aparecimento de defeitos que comprometem a qualidade dos produtos. Estes materiais podem apresentar respostas imprevisíveis devido a variações na sua composição química, tratamento térmico, processamento e outros parâmetros derivados do seu processo de fabrico, pelo que são necessários testes para garantir que o seu desempenho é satisfatório. Com o intuito de prever o aparecimento destes defeitos, a indústria tem vindo a recorrer às ferramentas de simulação numérica para estudar o comportamento dos materiais quando sujeitos a processos de conformação. Os softwares de simulação são, por isso, um instrumento bastante útil quando o conhecimento sobre determinado material ou processo é limitado. Deste modo, o foco deste trabalho consistiu no estudo do comportamento dos aços de elevado limite elástico e nas potencialidades da modelação numérica e as vantagens da sua aplicação à simulação de processos de fabrico na otimização do processo e na eliminação ou prevenção da formação de defeitos.
- Definição de uma estrutura tarifária para o produto de contratos de assistênciaPublication . Botelho, Bárbara Osório; Ramos, Sandra Cristina de FariaOs contratos de assistência técnicos garantem, aos detentores do equipamento, uma alta disponibilidade, produtividade e segurança a preços controlados. O valor do contrato é, muitas vezes, dimensionado com base em informação geral como a duração e do tipo de equipamento segurado, ignorando a variabilidade intrínseca ao processo de avarias e que é resultado de causas aleatórias. Nesta dissertação, apresentam-se resultados de um trabalho de investigação que tem como principal objetivo o desenvolvimento de uma estrutura tarifária para o produto de contratos de assistência. No desenvolvimento do modelo, partiu-se do princípio de que a intervenção/avaria pode ser provocada por diferentes causas, independentes, e consideram-se processos pontuais de Poisson para modelar o processo gerador de cada tipo de ocorrência. Os trabalhos foram iniciados com uma revisão de todos os conceitos e ferramentas fundamentais utilizados ao longo do texto, seguindo-se a elaboração do estado da arte relacionado com o problema em estudo. Seguidamente, é apresentado o modelo estatístico proposto para dimensionar o valor de contratos de assistência e que pode ser aplicado, de forma generalizada, a vários tipos de equipamentos. Para além de estimativas pontuais e intervalares para o valor do contrato, o modelo desenvolvido permite simular tempos de ocorrências de necessidades de intervenção. Por fim, são apresentados e discutidos resultados da ilustração da metodologia proposta quando aplicada a um conjunto de dados reais. Os programas desenvolvidos para implementar a metodologia proposta foram escritos em linguagem Python e permitem a obtenção do valor do custo de forma automática.
- Modelação e Negociação de Flexibilidade em Comunidades de Energia RenovávelPublication . Freitas, João Carlos Agrela; Ramos, Sergio Filipe CarvalhoThe progressive replacement of traditional generation resources with intermittent resources has reduced the available supply-side flexibility and increased the need to unlock flexibility on the demand-side. At the same time, the rising electricity consumption in residential buildings requires an analysis of the potential flexibility of the loads within them to contribute to the operation needs of electrical grids. Lastly, regulations governing self consumption have allowed end consumers to form energy communities based on local electricity markets. This is an additional incentive to define strategies for trading available flexibility at local level, in separate but simultaneously integrated structures within wholesale electricity markets. The proposed dissertation work focuses on studying the flexibility of energy production and consumption by prosumers within a Renewable Energy Community (REC). The objective is to investigate how residential flexibility can be determined, modeled, and aggregated for trading in a local market created for this purpose. The work to be developed will present a two-stage model that determines residential technical flexibility and establishes a local market only for its transaction. In the first stage, the optimal scheduling of domestic devices (flexible units or FUs) for each prosumer is determined, serving as a baseline for comparison, along with the technical limits of flexibility (maximum and minimum possible consumption profiles) for each FU. In the second stage, a market model is established only for flexibility exchanges. The technical flexibility determined in the first stage is offered to the Community Manager (CM) as flexibility offer, with an associated price. This entity acts as an aggregator and simultaneously as the operator of the local market. At this level, the Distribution System Operator (DSO) submits its flexibility requirements for the next day to the CM, who is responsible for executing the clearing process. The pricing of the flexibility offered by prosumers in the market is based on the base energy tariff they are subject to, which corresponds to the cost of their optimal scheduling obtained in the first stage, without considering this flexibility. Therefore, offering flexibility becomes an incentive to reduce prosumers energy costs or increase their utility, complementing their mere participation in energy markets. A case study based on a renewable energy community with a strong penetration of emerging technologies is used to validate and demonstrate the relevance of the proposed approach in terms of determining and activating residential FU flexibility. The obtained results show that participation in the local flexibility market leads to a reduction in prosumers energy costs, around 4.5%, in average. It can be an incentive for prosumers to join RECs that would not only have local energy trading structures but also mechanisms for negotiating and sharing flexibility. In addition, it was evidenced that the impact of electric vehicle chargers and battery energy storage systems on the total flexibility offered and accepted in the market is much greater than that the impact of other small loads studied. This not only constitutes an incentive for the study of the operational flexibility of these resources but also for investments in these emerging technologies.
- Implementação de Algoritmo para Análise e Gestão de Erros Provenientes dos Sistemas da Carroçaria no Autocarro ElétricoPublication . Ferreira, José Manuel Sousa; Barbosa, Ramiro de SousaA crescente evolução do setor automóvel tem implicado um aumento do número de componentes e sistemas eletrónicos presentes nos novos veículos. Esta evolução é impulsionada com a necessidade de incrementar a segurança tanto dos passageiros do veículo como dos outros utilizadores da via pública. Num veículo pesado de passageiros, o número e complexidade destes sistemas acarreta uma maior responsabilidade, sendo assim imperativo que seja assegurado a correta deteção e prevenção de falhas que possam ocorrer nestes sistemas. O presente trabalho consiste na implementação de um algoritmo para a gestão dos erros provenientes dos vários sistemas da carroçaria do autocarro H2.CityGold, produzido pela empresa CaetanoBus. Para além disso, foi desenvolvido o software necessário para os vários sistemas da carroçaria, de forma a detetarem falhas no seu funcionamento. Inicialmente foi realizado o estudo do protocolo de comunicação automóvel CAN e da norma SAE J1939, principalmente à secção 73 desta, dedicada ao diagnós tico automóvel. Para além destes, foi estudado a norma IEC 61131-3 dedicada ao desenvolvimento de software para PLC. Seguidamente foi realizado o desenvolvimento tanto do algoritmo de gestão de erros como do software para cada um dos sistemas presentes na carroçaria. Também foi desenvolvido uma funcionalidade para a ferramenta de diagnóstico CaetanoDiag, onde são apresentados os erros de todos os sistemas presentes num determinado veí culo. Esta funcionalidade é transversal a todos os modelos de autocarros produzidos pela empresa. Para validar o software e funcionalidades desenvolvidas, foram realizados testes e validações na bancada de testes presente no departamento de Research & Develop ment Engineering. A avaliação do correto funcionamento do software desenvolvido num veículo ficou adiada para a fase de produção deste.
- Automatização do Processo Manual de Pesagem de PigmentosPublication . Freitas, Diogo Gonçalo Lima de; Santos Silva, Manuel Fernando dosO presente projeto de tese de mestrado com o tema “Automatização do Pro cesso Manual de Pesagem de Pigmentos” foi desenvolvido em contexto industrial, na empresa Continental Mabor - Indústria de Pneus (CMIP), localizada em Lou sado. Esta dissertação apresenta, no seu conteúdo, uma análise do processo atual de pesagem de pigmentos, um estudo e projeto de uma solução para automatização do respetivo processo, tendo sido encontradas diferentes soluções possíveis. Foi ainda implementado um robô colaborativo para possibilitar testar uma parte da solução idealizada. O projeto iniciou com a identificação e estudo do processo atual de pesagem dos pigmentos que, à data, consistia num processo totalmente manual de manipulação dos pigmentos e dos sacos de plástico utilizados para o seu transporte. O processo em questão foi caraterizado, tendo sido descrito cada etapa do processo, as ferra mentas e o espaço de trabalho existente. Foram também listados e caraterizados os pigmentos utilizados no processo. Além disso, foi realizado um estudo, obtendo dados representativos do processo atual e que servem de base para o projeto da solução futura. Após uma primeira fase de reconhecimento e caraterização do processo atual, foram propostos os requisitos necessários para cada equipamento da solução futura idealizada. Este projeto acabou por estar dividido em duas partes: o doseamento dos pigmentos e a manipulação dos sacos de plástico. Para a primeira parte, já existia um conceito pré-identificado, onde apenas foi necessário efetuar alguns ajustes ao conceito inicial e realizar a escolha dos componentes necessários, conforme os requisitos propostos inicialmente. Após essa escolha, foi implementado um primeiro protótipo funcional do conceito, no qual foram realizados alguns testes de desempenho. Através destes testes, foi possível obter os primeiros dados do possível sistema de doseamento, mais especificamente, dos tempos de ciclo do robô colaborativo. Na segunda parte, foi necessário investigar quais as soluções presentes no mercado que se enquadravam melhor nos requisitos estabelecidos. Foram encontradas três tecnologias diferentes, tendo sido projetado uma solução com cada tecnologia. Para além disso, foi preparada uma descrição de das soluções, com as vantagens e desvantagens, e o respetivo orçamento necessário para a sua implementação. Em forma de conclusão, os resultados obtidos dos testes realizados apresentam um tempo de ciclo elevado, em relação do processo atual. Porém, em termos deergonomia e bem-estar, esta solução torna todo o processo e a área de trabalho associada mais acessível e adequada para a presença do humano. Esta automação do processo afasta os operadores do trabalho duro e repetitivo, passando-os para a tarefa de supervisão e/ou tarefas extras.