Mestrado Profissional em Automação e Sistemas
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Item Visão computacional aplicada a sistemas de auxílio ao diagnóstico identificação de pontos anatômicos no traçado cefalométrico(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-12-23) Miranda, Germano Teixeira; Martins, Flávio Vinicius Cruzeiro; http://lattes.cnpq.br/3199420233273400; http://lattes.cnpq.br/7897140654083831; Martins, Flávio Vinícius Cruzeiro; Neves, Lenina Santos; Silva, Alisson Marques daSistemas computacionais de auxílio ao diagnóstico são amplamente usados nos mais diversos setores da área da saúde a fim de facilitar o trabalho dos especialistas envolvidos. Esses sistemas computacionais auxiliam os profissionais de saúde diminuindo a chance de erro, melhorando a precisão do exame, além de diminuir tempo e o custo para elaboração do diagnóstico. Mais especificamente na odontologia, o exame de traçado cefalométrico consiste em fazer medidas lineares e angulares na face para embasar o diagnóstico e o tratamento ortodôntico. Para a elaboração desse exame, as medidas são feitas em uma radiografia lateral da cabeça chamada telerradiografia lateral. O diagnóstico de um traçado cefalométrico é obtido através da avaliação quantitativa das medidas feitas na telerradiografia em comparação com o padrão ideal definido pela literatura. Essa característica quantitativa e bem definida do exame o torna um candidato promissor para aplicação de técnicas de visão computacional que possibilitem a obtenção do diagnóstico de forma automática, sem a intervenção manual do especialista. O objetivo do meu trabalho de mestrado é avaliar as técnicas de visão computacional existentes atualmente e aplicá-las na detecção automática dos pontos anatômicos necessários para a elaboração de um exame de traçado cefalométrico. Para a aplicação das técnicas de visão computacional, foi extraída uma base de dados para o treinamento a partir de mais de um milhão de exames de traçados cefalométricos realizados na ferramenta de traçado computadorizado do Cfaz.net, um dos softwares de traçado cefalométrico mais usados na América Latina. Essa base de treinamento foi utilizada para treinar e avaliar as técnicas de visão computacional que melhor conseguem realizar a tarefa de encontrar pontos anatômicos em uma telerradiografia. No decorrer do trabalho, foram exploradas técnicas que conseguissem realizar o exame de traçado cefalométrico de maneira satisfatória, permitindo, ao final, afirmar qual das técnicas é melhor comparativamente. Deste modo, concluiu-se que as técnicas de visão computacional disponíveis atualmente no mercado são capazes de realizar um exame de traçado cefalométrico de maneira satisfatória sem a intervenção do especialista.Item Inovações na indústria têxtil: estudo de caso sobre a predição do consumo de tinta no processo de estamparia(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-03-27) Condé, Gabriel Lima; Ribeiro Júnior, José Geraldo; Oliveira, Lucas Silva de; http://lattes.cnpq.br/1841799475396072; http://lattes.cnpq.br/0150562858207849; http://lattes.cnpq.br/5591734045832907; Bhering, Fabiano Pereira; Campos, Joventino de Oliveira; Oliveira, Lucas Silva de; Ribeiro Júnior, José GeraldoEssa dissertação apresenta um estudo de caso que se aprofunda na simulação aplicada à serigrafia no contexto da estamparia têxtil, com um foco específico na previsão de consumo de tinta. A investigação consiste em uma análise baseada em imagens e cálculos visando gerar dados de previsões a respeito do processo de estamparia por meio da ferramenta de simulação desenvolvida. Os resultados revelam uma notável precisão na previsão do consumo de tinta por meio da ferramenta, considerando que apresenta um erro percentual máximo de 6,5%. Esta precisão é particularmente significativa quando comparada com o erro na faixa de 30%dasmetodologias convencionais da indústria têxtil. Com o intuito de analisar os dados obtidos pela ferramenta foram realizados testes, totalizando 8928 metros quadrados de tecidos estampados, observou-se um erro percentual médio de 3,24%. Esse valor destaca a relevância e a eficácia dessa solução para otimizar o processo produtivo. Anteriormente carente de cálculos precisos e parâmetros, o processo de estamparia frequentemente dependia de abordagens empíricas e testes, resultando em atrasos e perdas na produção. A contribuição deste estudo reside na introdução de uma ferramenta de simulação inovadora na indústria de serigrafia, proporcionando uma visão preditiva e eficiente do consumo de tinta em aplicações têxteis, promovendo, assim, avanços na gestão e eficiência dos processos produtivos.Item Controle com DROOP de tensão baseado em impedância virtual para uma microrrede CC isolada com geração fotovoltaica e baterias(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-12-12) Lima, Maico da Silva; Santos, Murillo Ferreira dos; http://lattes.cnpq.br/6538282975603701; http://lattes.cnpq.br/3369904647941812; Santos, Murillo Ferreira dos; Almeida, Andrei de Oliveira; Araújo Júnior, Lindolpho Oliveria de; Barbosa, Pedro GomesNos sistemas fotovoltaicos isolados que utilizam armazenamento de energia em baterias, a implementação de uma microrrede em corrente contínua (CC) pode aumentar a eficiência do sistema, pois simplifica as etapas de conversão de energia em comparação com uma microrrede em corrente alternada. Um dos desafios das microrredes é o controle dos conversores eletrônicos de potência, usados para processar a energia das diferentes fontes. Independentemente do tipo de microrrede, a estratégia de controle pode ser centralizada, onde um sistema mestre determina a potência a ser fornecida por cada fonte, ou descentralizada, onde cada fonte fornece potência de acordo com uma condição do sistema, como tensão ou frequência. Nessa dissertação, é proposta uma estratégia de controle descentralizada, com droop de tensão baseado em impedância virtual, para uma microrrede CC contendo geração fotovoltaica e armazenamento de energia em baterias. Essa estratégia tem como objetivo manter a tensão do barramento CC dentro de uma faixa de valores adequada, ao passo que cada fonte funciona de forma independente, evitando assim a necessidade de comunicação entre os conversores e possibilitando a expansão do sistema de maneira simplificada. A fim de testar o desempenho do sistema de controle proposto, a microrrede é implementada experimentalmente utilizando um painel fotovoltaico de 36 células e 60 W, uma bateria de chumbo-ácido de 12 V e 7 Ah de capacidade, um conversor BOOSTXL-3PhGaNInv e um microcontrolador F28379D, ambos fabricados pela Texas Instruments. Resultados experimentais são usados para demonstrar a eficácia do sistema sob diferentes condições de insolação e de carga, bem como o método de carregamento das baterias.Item Sistema de georreferenciamento para manobra de caminhões autônomos em ambiente de mineração(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-12-13) Carvalho, Emanuel Francisco Vicentini; Ferreira, Murillo Santos; Oliveira, Lucas Silva de; http://lattes.cnpq.br/1841799475396072; http://lattes.cnpq.br/6538282975603701; http://lattes.cnpq.br/0042841037460278; Ferreira, Murillo Santos; Araújo Junior, Lindolpho Oliveria de; Lima, José Luís Sousa de Magalhães; Oliveira, Lucas Silva deA automação em mineração começou na década de 1960 para aumentar a segurança em minas subterrâneas. Hoje, sistemas robóticos e autônomos realizam atividades específicas de mineração, criando novas oportunidades e uma indústria mais eficiente e segura. Este trabalho propõe uma nova solução para instrumentação aplicada a caminhões autônomos que trabalham em minas a céu aberto, especificamente durante a manobra de carregamento de minério. Neste caso, um novo hardware e firmware são desenvolvidos para obtenção das coordenadas da concha da escavadeira usando dois sistemas de posicionamento global receptores. Nesta abordagem, as coordenadas futuras da concha da escavadeira são calculadas e disponibilizadas para o sistema de controle, indicando ao caminhão autônomo a posição final desejada para manobra. Como resultado deste trabalho, foi desenvolvido um produto que integra tecnologias de transmissão de dados nas frequências de 2.4𝐺𝐻𝑧 e 900𝑀𝐻𝑧, sistemas de posicionamento e tecnologias de auxílio ao georreferenciamento. A validação do sistema foi realizada por meio de testes funcionais, integração e testes em campo. Os resultados demonstraram um aumento de 88.5% da precisão do ponto de referência utilizando tecnologia de auxílio de georreferenciamento, permitindo um posicionamento preciso do caminhão fora-de-estrada durante o processo de carregamento do minério e uma correta execução do posicionamento da manobra do caminhão autônomo.Item Desenvolvimento de um simulador de linhas de envase de cerveja para validação de regras de controle de produção(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2024-12-18) Oliveira, ALice Costa de; Ribeiro Júnior, José Geraldo; Menezes, Gustavo Campos; http://lattes.cnpq.br/6903109160065321; http://lattes.cnpq.br/0150562858207849; http://lattes.cnpq.br/2951324187745295; Ribeiro Júnior, José Geraldo; Bhering, Fabiano Pereira; Campos, Joventino de Oliveira; Menezes, Gustavo CamposCom o advento da Indústria 4.0 e o mercado cada vez mais competitivo, o uso da tecnologia para impulsionar os resultados é uma tendência cada vez mais presente nas empresas. Esse parece ser um caminho sem volta. Junto com este movimento, inúmeras ferramentas têm surgido para facilitar o processo de digitalização dos negócios. A transformação digital tem como propósito melhorar a eficiência dos processos, trazendo a clareza sobre o mesmo e auxiliando na tomada de decisão. Esse movimento impacta diversos setores, inclusive as indústrias. Quando se trata de linhas de produção, os simuladores são uma excelente ferramenta, pois eles têm a capacidade de reproduzir o comportamento de uma linha real, o que permite uma série de análises e testes de cenários, mas sem colocar em risco a produção. Esta dissertação apresenta as etapas da validação de um simulador para linhas de envase de cerveja. Num primeiro momento, o objetivo do simulador e auxiliar na validação de novas estratégias de controle que serão aplicadas nas linhas, mas, posteriormente, ele pode ser utilizado para outras funções, como por exemplo, para verificar a performance se uma nova máquina for adicionada ou verificar qual a configuração o mais adequada para a linha em questão. As linhas de envase não são iguais, as máquinas que compõem a linha variam dependendo do tipo de embalagem da cerveja. O simulador deve ser capaz de abstrair essas diferenças e simular qualquer tipo de linha de envase. Nessa dissertação foram realizados os testes de validação da lógica do simulador, que foram importantes para identificação e correção dos erros encontrados.Item Modelo preditivo baseado em árvore de decisão para controle dimensional de carcaças de mancais de deslizamento flangeados(Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, 2023-07-06) Soares, Rafael Gonçalves; Dalpra, Gabriella Castro Barbosa Costa.; Silva, Alisson Marques da.; http://lattes.cnpq.br/3856358583630209; http://lattes.cnpq.br/8544922263187197; http://lattes.cnpq.br/3589750491668052; Dalpra, Gabriella Castro Barbosa Costa.; Brito, Jorge Nei.; Oliveira, Ângelo Rocha de.; Silva, Alisson Rocha deA usinagem de precisão e o controle dimensional exigem equipamentos de alto nível tecnológico, porém, observa-se que a interação humana também é utilizada na tomada de decisões como, por exemplo, nos ajustes de parâmetros de processo ou na definição de conformidade de peças produzidas. Essa interação humana é capaz de causar imprevisibilidade nos processos de fabricação por usinagem, acarretando na diminuição da produtividade e o aumento de custos de produção. Neste sentido, esse trabalho apresenta um modelo de predição baseado em árvore de decisão para controle dimensional no processo de fabricação de carcaças de mancais de deslizamento flangeados, conforme a norma técnica DIN 31693. O método que implementa essa aplicação fundamenta-se no monitoramento holístico da geometria da superfície da peça usinada. A abordagem utilizada para a compensação dos desvios dimensionais baseia-se no monitoramento e modelagem do desvio total. A heurística é utilizada para as etapas que compõe o processo de tomada de decisão. O caminho para a implementação do modelo preditivo na linha de produção baseia se na interação entre a experiência humana e a máquina. É proposto o uso da técnica de aprendizado de máquina baseada em árvores de decisão por regressão, para definição dos parâmetros de deslocamento dos eixos do centro de usinagem a partir dos resultados dimensionais das carcaças. O modelo é validado se o erro médio absoluto for menor ou igual a 0,003mm. Uma comparação entre um modelo de floresta aleatória é realizada para verificar o desempenho entre diferentes modelos preditivos. O modelo desenvolvido resultou em um máximo erro médio absoluto de 0,002042mm. Experimentos foram realizados em uma indústria de fabricação de mancais de deslizamento, posicionada entre as três marcas de maior participação no mercado internacional no ano de 2023, onde um lote com 12 peças foi fabricado e 48 definições de parâmetros foram submetidas ao modelo preditivo, o qual teve seu resultado aplicado em 46 definições. Por fim, a utilização do modelo preditivo foi capaz de reduzir em até 32% o tempo total de execução do processo de controle dimensional de carcaças.