ISEP - DM – Engenharia Electrotécnica e de Computadores
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1. Telecomunicações -
O Instituto Superior de Engenharia do Porto possui um longo historial de formação de profissionais conceituados nas áreas de Telecomunicações, constituindo-se como uma das Escolas de referência tanto na sua área geográfica de influência como a nível nacional. Os profissionais formados pelo ISEP são frequentemente procurados pelos principais operadores de telecomunicações e empresas de serviços de comunicação.
A área de especialização em “Telecomunicações” do Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores permite dar continuidade a esta tradição, através de uma oferta actualizada de competências chave em áreas tecnológicas de topo. Os profissionais formados nesta área de especialização ficam habilitados a satisfazer as necessidades de pessoal qualificado por parte do tecido empresarial cujo crescimento é ainda expectável.
2. Automação e Sistemas -
Esta área de especialização corresponde a um perfil de formação com forte tradição no ISEP e com grande ligação às entidades empregadoras. Caracteriza-se por ser uma especialização balanceada entre as abordagens teóricas características da área de Sistemas e as abordagens tecnológicas oriundas das áreas da Automação e Robótica.
A rápida evolução dos sistemas computacionais e a sua integração nas mais diversas actividades são um dos principais motores da renovação industrial, originando uma generalização e aprofundamento dos conceitos técnicos e científicos oriundos da automação. A formação proposta é de espectro largo e tem por suporte um longo historial de ensino/aprendizagem na área dos sistemas e da automação.
3. Sistemas e Planeamento Industrial -
A área de especialização em “Sistemas e Planeamento Industrial” pretende responder às solicitações identificadas no domínio do Planeamento Industrial nos últimos anos. De facto, tem havido uma preocupação crescente na criação de formação pós-graduada que alia formação de cariz tecnológico, com conhecimentos em Gestão e Métodos Quantitativos de apoio à tomada de decisão. Aliada a essa preocupação, a procura crescente de informação actualizada, em tempo real, e consequente extracção de conhecimento, são necessidades transversais a todas as áreas de Engenharia, nomeadamente à Engenharia Electrotécnica.
4. Sistemas Autónomos -
Esta área de especialização reforça a interacção quer com os grupos de I&D quer com as empresas, não só pela sua organização curricular, que promove em várias etapas do processo de formação o contacto do aluno com estas entidades, mas sobretudo pela metodologia de ensino que molda a estrutura de competências obtidas em torno da capacidade de resolução de problemas. Complementarmente, esta área e os seus conteúdos curriculares surgem como uma das prioridades fundamentais no desenvolvimento da oferta de formação superior pós-graduada para um conjunto de empresas de diferentes áreas de especialização.
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- Acoustic characterization and detection of lost fishing gearPublication . Oliveira, Rui Filipe Martins de; Silva, Eduardo Alexandre Pereira daThe exploration and use of the oceans have led to an increase in the number of objects and equipment left behind on the seafloor, including abandoned fishing nets, known as "ghost nets," and other lost items. These marine debris pose significant environmental threats, affecting underwater ecosystems, navigation, and even human life. Ghost Nets, in particular, continue to trap and kill marine life indiscriminately, contributing to the degradation of marine habitats and a decrease in biodiversity. Moreover, they can also hinder underwater exploration efforts by entangling and damaging submersible drones. This thesis investigates methods and technologies for detecting and identifying abandoned fishing nets and other lost objects on the seafloor. The study evaluates different sonar systems and other underwater detection methods, as well as image processing techniques, particularly in their application to unmanned underwater vehicles (AUVs) and unmanned surface vehicles (USVs). By combining multiple systems and sensors, the aim is to improve detection accuracy and object identification. Laboratory and real-world tests in open sea environments were conducted to validate the effectiveness of the proposed solutions. The research also explores the challenges associated with sonar detection in shallow waters, including issues related to the acoustic Backscatter from the seafloor and the limitations of current sonar technologies in accurately identifying mid-water targets. Through this investigation, the thesis aims to contribute to developing advanced technological solutions that can be used in ocean cleanup operations and preserving marine ecosystems, promoting the sustainability of marine resources for future generations.
- Adaptação de mesa XYZ para uma fresadora CNCPublication . BARBOSA, PAULO RICARDO SOARES; Silva, Manuel Fernando dos SantosEste trabalho apresenta o desenvolvimento de uma solução industrial para uma fresadora Computer Numerical Control (CNC), baseada em um antigo trabalho que foi abandonado, com o objetivo de permitir que a máquina efetue furações e recortes em materiais do tipo chapa ou semelhantes, de forma a reduzir o tempo de fabrico, assim como a melhoria da precisão de determinadas peças. O projeto aborda a integração de hardware e software, incluindo o uso de motores stepper, sensores de fim de curso, spindle e sinais luminosos, assim como o estudo de todas as ligações elétricas, protocolos de comunicação e respetiva segurança. Foi ainda estudado o uso do TwinCAT como elemento de lógica da CNC, bem como a exploração do software dos drivers dos motores de eixo. A solução desenvolvida procura alternativas de fresadoras CNC, aproveitando a tecnologia existente em stock na empresa beneficiária do trabalho, de forma a que o custo de implementação seja o mais baixo possível. Devido às dimensões da mesa, optou-se pela solução do TwinCAT, que oferece um pacote de funções dedicado ao uso de CNC, onde foram exploradas e melhoradas as soluções fornecidas. No entanto, a implementação apresenta alguns desafios, tais como a complexidade na exploração do pacote de funções e algumas falhas encontradas durante o desenvolvimento. Foi ainda explorado software Computer-Aided Design (CAD)/Computer-Aided manufacturing (CAM) para validar a execução de peças tridimensionais para um código G, de forma a comprovar o funcionamento destes códigos da máquina. Para efetuar a validação do sistema, foram realizados diversos testes para comprovar o funcionamento na máquina, permitindo testar os sensores e atuadores, bem como a comunicação entre os protocolos de comunicação e os requisitos de segurança elétrica e mecânica. Este projeto representa uma solução industrial viável, destinada ao uso interno na empresa, possuindo bases sólidas para melhorias futuras e incorporação de funcionalidades extras.
- Agile Project Management MethodologiesPublication . Gomes, João Pedro Maia; Pinto, Carla Manuela AlvesA procura pela melhoria contínua, inspirada em métodos como o Lean e o Kaizen, é fundamental para que as organizações se destaquem no mercado. Ao implementar os princípios Lean, como a eliminação de desperdícios e a optimização de processos, as empresas podem maximizar a eficiência e a qualidade dos seus produtos e serviços. Nomeadamente, com o Kaizen e a sua filosofia de pequenas melhorias incrementais, promove uma cultura de constante aprendizagem e melhoria a todos os níveis da organização. A presente tese, numa primeira fase, apresenta uma análise mais teórica dos pontos acima referidos, explicando também outras metodologias que se enquadram no âmbito do trabalho como as metodologias Kanban e SCRUM. Posteriormente, foi feita a ligação destes temas à automatização de processos em RPA e como estão interligados, explicando o que é RPA e como implementar automatizações deste género. De seguida, foram analisados dois projetos de automatização para otimizar dois os processos. O primeiro centrou-se na agilização do processo de tratamento de leads, eliminando a parte mais mecânica. A automatização poupou 70% do tempo dos gestores de leads, aumentando a produtividade e permitindo um melhor estabelecimento de contactos. O segundo caso envolveu a atualização de ficheiros Voximplant, a extração de registos de chamadas e a criação de um PowerBI para análise do desempenho das chamadas telefónicas. A automatização foi inicialmente criada no UIPath, mas mais tarde foi alargada a várias campanhas utilizando o Power Automate. Esta automatização foi crucial para um lançamento mais rápido da campanha e relatórios mais atualizados. Por fim, enumeram-se projetos futuros, que incluem melhorias no trabalho iniciado e a otimização dos processos atuais.
- Algoritmo de heurística para o carregamento de veículos elétricos em ambiente residencialPublication . JONY, ARICLINE GEOVANI CARDOSO; Barbosa, Ramiro De SousaNesta dissertação é proposto e validado um algoritmo heurístico para o carregamento de veículos elétricos (VE) em ambiente residencial, integrando produção fotovoltaica (PV) e sistema de armazenamento (ESS). A motivação surge da necessidade de explorar metodologias de maximização do autoconsumo de energia solar para o carregamento de VE, onde se procura minimizar a dependência da rede pública, e em simultâneo, assegurar o cumprimento dos requisitos de autonomia definidos pelos utilizadores. O algoritmo de controlo foi desenvolvido e validado experimentalmente no laboratório x-Energy do INESC TEC. O algoritmo de controlo, implementado em Python sobre uma Raspberry Pi, recolhe ciclicamente medições de potência do PV, estado de carga do ESS e parâmetros do VE (SOC inicial e hora prevista de saída), definidos via dashboard em Node-RED. Com base na energia necessária e na janela temporal disponível, o algoritmo aplica uma hierarquia de decisão que prioriza o uso de energia solar, seguindo-se a utilização do ESS quando necessário e, em último recurso, recorrer à rede pública. As ordens de potência são transmitidas ao carregador de VE através de uma API. A monitorização em tempo real é assegurada por dashboards desenvolvidos em Node-RED. A solução foi avaliada em múltiplos cenários de operação, desde carregamento convencional até condições de baixa produção no sistema de PV.
- Ambiente didático na nuvem para integração de dispositivos IoTPublication . Santos, Gabriele Soto; Leitão, João Miguel Queirós MagnoO progresso tecnológico está sempre em evolução, introduzindo uma diversidade de ferramentas e dispositivos que se integram cada vez mais à nossa rotina diária. A computação em nuvem e a Internet of Things (IoT) acompanham essa trajetória, abrindo novas oportunidades de conexão e armazenamento de dados. A computação em nuvem possui diversas aplicabilidades, sendo uma delas o auxilio da utilização destes dispositos. Empresas líderes nesse setor, como a Amazon Web Services (AWS) disponibilizam uma vasta gama de serviços em nuvem, incluindo recursos para IoT. Esta interconexão entre tecnologias e serviços na nuvem promove maior eficiência e flexibilidade nas aplicações, estimulando a inovação em diversos setores, desde corporativos até os contextos pessoal e educacional. Esta tese apresenta uma análise sobre a viabilidade da integração desses dispositivos com a plataforma da AWS, delineando de maneira concisa e minuciosa o procedimento para essa integração. Ela destaca a conexão com outros serviços disponíveis na plataforma, bem como diversos parâmetros de aplicabilidade desses serviços.
- Análise de diferentes estratégias de evacuação do Hotel Porto Royal Bridges usando simulaçãoPublication . FERREIRA, TOMÁS CARVALHO DE ABREU CORTEZ; Ferreira, Luís Carlos Ramos Nunes Pinto; Costa, Elga Cristina Vilela Viana Pereira daA eficiência e eficácia da evacuação de um local em caso de emergência é um fator importante a ter em conta relativamente à segurança dos ocupantes de um edifício. Na eventualidade de existir a necessidade de evacuar um local devido a algum tipo de ameaça, é necessário possuir um plano de evacuação capaz de assegurar que todos os ocupantes são removidos da zona de perigo de forma segura e rápida. O objetivo principal desta dissertação é a análise do plano de evacuação do Hotel Porto Royal Bridges, localizado no centro do Porto, através do apoio de simulação com recurso ao software, Pathfinder. Assim sendo, foi criado e validado um modelo computacional da estrutura do edifício em questão, de forma a possibilitar a simulação e análise do impacto de diversos fatores na eficiência e eficácia de uma evacuação, durante uma situação de emergência. Desta forma, foram analisadas 6 estratégias diferentes, variando o número de saídas disponíveis, meios de acesso aos pisos inferiores e respostas comportamentais dos ocupantes do hotel. A partir da análise dos resultados obtidos, avaliando a evacuação de 153 ocupantes a mover-se a 1,4 m/s, foi possível concluir que a opção com o tempo de evacuação inferior foi da estratégia 4, na alternativa em que todas as saídas estão disponíveis, a utilização de elevadores é permitida e o comportamento individual de cada ocupante é definido de acordo com a sua posição original e com o plano de evacuação desse piso, tendo sido obtido um valor final de 114,0 segundos. Concluiu-se, de um modo geral, que o fator que tem maior influência no resultado final de cada simulação, é a orientação dos ocupantes, e que após a sua configuração, a mitigação do impacto da criação de pontos de congestionamento é notória. O facto da estratégia 4 ser a opção com o melhor resultado justifica também a importância de estarem disponíveis todas as saídas do edifício, o que aumenta as opções de rotas para os ocupantes, aumentando a dispersão dos mesmos e diminui a criação de pontos de estrangulamento.
- Análise de viabilidade de uma Instalação fotovoltaica para autoconsumo dos serviços auxiliares numa subestação de um parque eólicoPublication . Fernandes, Rúben Santos; Neves, Américo Perfeito SantosO objetivo deste relatório é estudar a possibilidade de implementar um sistema de produção de energia fotovoltaica para suprir a dependência energética de fontes não renováveis dos serviços auxiliares de uma subestação de um parque eólico. O estudo da solução terá como base o Parque Eólico de Douro Sul, nomeadamente o Subparque de Sernancelhe, onde se pretende apresentar o que poderá ser uma solução para tornar os serviços desta subestação sustentáveis. Considera-se também a possibilidade de escalar a implementação deste sistema em caso positivo de viabilidade nas restantes subestações implementadas em outros parques eólicos A exposição do funcionamento da subestação, dos equipamentos e de todas as tecnologias que integram este sistema, bem como a compreensão dos conceitos associados à produção de energia e o State of Art da produção energética são essenciais para o objetivo da presente análise. O investimento, o custo de implementação e o respetivo ROI (Return on Investment), irá depender do consumo dos serviços e da potência requerida. Estes montantes serão calculados de forma a que o retorno do investimento, a fim de ser viável, ocorra o mais rapidamente possível garantindo a eficiência e longevidade do projeto. Alegislação é analisada através dos regulamentos existentes onde é possivel concluir o enquadramento legal para este tipo de instalação com objetivo de perceber se existe algum impedimento para a aplicação deste tipo de sistema e quais as regras a cumprir. Neste sentido, e mediante todos os fatores que irão estudados, será possível concluir se a implementação de um sistema de produção de energia solar que forneça energia aos serviços auxiliares em subestações de parque eólicos será ou não viável.
- Analysing the impact of emerging backbones on generalization of video anomaly detection modelsPublication . Silva, Paulo Miguel Borges; Carvalho, Pedro Miguel Machado SoaresVideo anomaly detection plays a crucial role in intelligent surveillance systems, where it is essential to identify events that deviate from normal behaviour. These systems offer several advantages such as real-time monitoring that allows immediate response to security threats, scalability to process large volumes of data across different environments and it ensures anomalies are detected without being influenced by human error or human corruption, highly affected in areas like public spaces and prisons. A significant challenge consists in achieving strong Out-of-Distribution generalization, which ensures models perform effectively on unseen data. This dissertation investigates the impact of emerging backbone architectures and advanced learning techniques on the performance of the models, with a focus on improving their ability to generalize across varied and complex real-world scenarios. The study offers a comprehensive comparison of backbone architectures, ranging from traditional to cutting-edge, for the task of anomaly detection. Additionally, it examines the potential of Self-Supervised Learning methods to overcome the limitations of conventional supervised approaches, particularly in improving generalization across diverse datasets. On the other hand, recent literature on Semi-Supervised models indicates that novel backbones do not show significant improvements. However, leveraging One-Class Classification methods may offer better generalization. The findings reveal that multi-modal self-supervised backbones, such as Contrastive Language-Image Pretraining, demonstrate strong performance in anomaly detection even performing novelty detection, however single-modal techniques like Self-Distillation with No Labels are highly sensitive to scenario conditions. Hybrid architectures like NextViT exhibit limited advancements over existing solutions. Additionally, One-Class Classification methods have proven to be effective in controlled environments with minimal variations, offering a simpler and more robust alternative to complex approaches and backbones.
- Aplicação de algoritmos da inteligência artificial à otimização de painéis fotovoltaicos usando MPPTPublication . SOUSA, JOÃO PEDRO TEIXEIRA DE; Barbosa, Ramiro de SousaEsta dissertação aborda a aplicação de algoritmos de inteligência artificial na otimização de painéis fotovoltaicos através de algoritmos MPPT. Desenvolveram-se modelos de simulação no MATLAB/Simulink para sistemas fotovoltaicos, integrando várias abordagens de monitorização do ponto de máxima potência, com foco principal nas redes neuronais e Deep Reinforcement Learning, com o objetivo de maximizar a eficiência energética em diferentes condições de irradiância e temperatura. O sistema proposto incluiu o dimensionamento de um conversor DC/DC buck e a validação em diferentes cenários meteorológicos, com análises quantitativas baseadas em métricas de avaliação. Foram implementados e comparados diferentes algoritmos MPPT, incluindo métodos convencionais (Perturb and Observe, Incremental Conductance), lógica difusa (FLC), algoritmos genéticos (GA) e técnicas baseadas em inteligência artificial. Os resultados obtidos demonstraram que os métodos baseados em inteligência artificial, em particular as redes neuronais e o agente Deep Q-Network, apresentaram melhor desempenho em termos de eficiência média e tempo de convergência, especialmente em cenários com condições de sombra parcial (Partial Shading Conditions (PSC)). As conclusões reforçam a viabilidade da aplicação destas abordagens em sistemas fotovoltaicos, contribuindo para uma produção energética mais eficiente perante condições não uniformes.
- Aplicação de ferramentas para avaliar o impacto ambiental do retrofitting em máquinas industriais - caso de estudoPublication . Silva, Lúcio Tiago Patrício da; Araújo, Susana Cláudia Nicola deA crescente preocupação com o tema da eficiência energética e da sustentabilidade, levou a empresa CONTROLAR a incluir no seu plano estratégico, um conjunto de objetivos para fazer face às exigências da política de neutralidade carbónica. Assim, a presente dissertação teve como objetivo desenvolver ferramentas para avaliar o impacto ambiental das máquinas bem como do retrofitting das mesmas. Foi selecionada como base para o projeto, uma máquina que já completou um ciclo de vida, isto é, já foi reutilizada após o fim do ciclo de vida do produto ao qual estava a testar. A abordagem teórica centrou-se no ciclo de vida do produto e nas metodologias de calculo do impacto das emissões CO2 (dióxido de carbono), bem como, abordar temas como os protocolos de fabricantes de componentes e o desenvolvimento sustentável. Após análise dos equipamentos que constituem a máquina, foi decidido aprofundar o tema, analisando também os componentes que constituem o quadro elétrico. Após consulta do fator de emissão das matérias-primas que compõem os equipamentos, foi possível calcular a pegada de carbono de cada componente do quadro elétrico fixando o valor de 129,962 Kg CO2eq (Equivalente da quantidade de dióxido de carbono) como pegada de carbono desta componente. A análise das fases do ciclo de vida da máquina permitiu obter valores de emissões GHG (greenhouse gas) de aproximadamente 209 kg CO2eq para o fabrico da máquina e 244 kg CO2eq para a fase de transporte. Por fim, foi efetuada uma análise ao fim de vida dos equipamentos que compõem a máquina e o resultado espectável é que o material que é inserido no quadro elétrico tenha um tempo de vida superior ao equipamento instalado na máquina.