ISEC - Trabalhos de Projeto | Relatórios de Estágio | Projetos de Investigação
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- Projeto de controlo e monitorização das torres de arrefecimentoPublication . Moita, João Daniel Gaspar; Vasconcelos, Verónica Maria Marques do Carreiro Silva; Tavares, Paulo Filipe de Almeida FerreiraNo âmbito do Mestrado em Engenharia Eletrotécnica, área de especialização em Automação e Comunicações em Sistemas de Energia, do Instituto Superior Engenharia de Coimbra, Instituto Superior de Engenharia de Coimbra, foi realizado um trabalho de projeto na empresa SRAMPORT. Esta empresa é uma fábrica metalúrgica que se dedica à produção de componentes para bicicletas, caracterizada por processos industriais que requerem controlo e supervisão. O presente trabalho teve como principal objetivo implementar um controlo automático e realizar a monitorização das torres de arrefecimento presentes nas instalações da SRAMPORT. Para tal, foi desenvolvida uma solução que permite ao sistema determinar automaticamente o número de torres que têm de funcionar em função das necessidades. Além disso, foi implementado um sistema de monitorização em tempo real, que permite armazenar informação de variáveis críticas, como temperatura, caudal de água, estado dos equipamentos, entre outras. A implementação deste sistema demonstrou melhorias significativas na gestão das torres de arrefecimento, permitindo um controlo eficaz e uma resposta mais rápida em caso de eventuais avarias. Para além disso, contribuiu para a eficiência energética do sistema, garantindo que os equipamentos funcionassem apenas quando necessário e nas condições ideais. Este trabalho permitiu consolidar e adquirir novos conhecimentos na área da automação, através do manuseamento de equipamentos e da utilização de software próprio da automação industrial, como CX-Programmer, CX-Designer, Sysmac Studio, QElectroTech e Microsoft Visual Studio.
- Processo de recertificação ISO 9001 e ISO 14001 numa fábrica de injeção de termoplásticosPublication . Simão, João Pedro Miranda; Vieira, Ana Carla Vicente; Raposo, Hugo Daniel NogueiraO estágio focou-se na recertificação ISO 9001 e ISO 14001, essenciais para a gestão da qualidade e ambiental da empresa. Para garantir o sucesso nas auditorias e a conformidade com essas normas, foram desenvolvidas diversas atividades, incluindo a atualização da documentação do Sistema de Gestão (SG), a recolha e análise estatística de dados, e a elaboração de relatórios de suporte. Adicionalmente, foram realizadas avaliações da satisfação de clientes e colaboradores, bem como a qualificação de fornecedores, visando a melhoria e o aumento de controlo da cadeia de produção. O acompanhamento do Plano de Calibrações de Recursos de Medição e Monitorização (RMM) e a análise de fichas de ocorrência foram fundamentais para assegurar a precisão dos instrumentos e o tratamento de não conformidades. O estágio incluiu também a organização de auditorias internas e o suporte a formações internas, capacitando a equipa a cumprir os requisitos legais e normativos. Iniciativas como o Projeto 5S foram implementadas para promover a eficiência e a eficácia promovendo a otimização de todo o sistema. Por fim, o processamento de dados através do sistema de gestão Primavera destacou a importância da digitalização, contribuindo para a eficiência operacional e a melhoria contínua do Sistema de Gestão Integrado (SGI) da empresa.
- Reliability of machine learning models based on data density principles applied to cardiovascular risk assessmentPublication . Sousa, José Miguel Batista de; Rocha, Teresa Raquel Corga Teixeira da; Paredes, Simão Pedro Mendes Cruz ReisOs modelos de machine learning (ML) têm sido cada vez mais utilizados em diversas áreas, alcançando frequentemente desempenhos notáveis. No entanto, em áreas críticas como a da saúde, onde as decisões podem ter consequências significativas, uma preocupação fundamental quanto ao seu uso é a capacidade de confiar nas previsões que estes modelos geram. Assim, ao incorporar medidas de confiabilidade nas previsões, melhora-se a segurança e a transparência, tornando a interação com os sistemas de IA mais segura e compreensível. A confiabilidade dos modelos de ML pode ser avaliada recorrendo a uma medida de desempenho global, utilizando métricas como a sensibilidade e a especificidade, ou através de uma medida de desempenho ponto a ponto (pointwise), relativa a cada previsão individual. Nesta última abordagem, a confiabilidade pointwise de um modelo de ML pode ser avaliada com base em princípios da densidade, os quais utilizam medidas de distância e características dos dados para comparar uma instância com os exemplos presentes no conjunto de treino. Este estudo investigou e implementou métricas de confiabilidade pointwise para avaliar previsões de modelos de ML em contexto clínico. Foram implementados três métodos baseados no princípio da densidade, os quais atribuem a cada previsão um nível de confiança no intervalo [0,1]: (1) método baseado na proximidade dos dados, utilizando as distâncias entre pontos de dados; (2) método baseado em clustering, usando o algoritmo Fuzzy C-means; e (3) método baseado no conceito de convex hull, recorrendo às propriedades geométricas deste polígono convexo. Para testar os métodos, foram usados dois conjuntos de dados. O primeiro é um conjunto de dados sintéticos para a classificação do Índice de Massa Corporal. O segundo é um conjunto de dados reais recolhidos em ambiente clínico, disponibilizado pelo CHUC – Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra, o qual inclui informações de 1544 pacientes com síndrome coronária aguda. Os resultados indicam que os métodos (1) e (3) são eficazes, atribuindo níveis de confiança mais elevados à maioria das previsões corretamente classificadas e níveis de confiança mais baixos às previsões incorretamente classificadas. Por sua vez, o método (2) não conseguiu estabelecer uma relação clara entre as previsões e a confiança, mostrando-se ineficaz para o objetivo pretendido. Convém salientar que estes resultados poderão variar caso sejam usados conjuntos de dados diferentes. Com base nos resultados obtidos, esta investigação propõe métodos com potencial prático para o suporte à decisão clínica. Estas abordagens podem ajudar a prevenir fatalidades e garantir diagnósticos mais seguros aos profissionais de saúde.
- Design and optimisation components for a top drive drilling machine according with oil and natural gas standardsPublication . Ferreira, Luis Gonçalo Pires; Borrego, Luís Filipe PiresAs pessoas fora da indústria do petróleo acreditam que a maioria dos poços de petróleo e gás são perfurados verticalmente. Aqueles dias fáceis de extrair petróleo e gás de simples poços verticais acabaram. Alguns poços direccionais apresentam desvios de até 70 graus em relação à vertical e o poço direccional mais perfurado é o horizontal que faz 90 graus em relação à vertical. Os tempos difíceis no campo de exploração estão a chegar. As atividades em águas profundas têm aumentado nos últimos anos, à medida que as reservas mundiais de petróleo estão a esgotar-se. A procura de petróleo está a aumentar e a linha entre o sucesso e o fracasso é marginal. Por isso a indústria de perfuração avança ainda mais para águas mais profundas, ampliando ao máximo os limites da engenharia, da economia e das novas tecnologias. No entanto, quanto mais fundo, mais desafiante se torna devido às limitações em termos de instalações, operacionais e meteorológicas. Vários problemas surgem em águas profundas tornando-se muito difícil a perfuração em termos de acessibilidade. Em águas profundas são consideradas duas categorias principais de problemas. A primeira categoria são os problemas associados às instalações de perfuração, enquanto a segunda são os associados às operações. Estamos a perfurar alvos menores e, nos últimos anos, o custo da plataforma, as taxas das empresas de serviços e os materiais aumentaram significativamente de acordo com o preço do petróleo. O desenvolvimento e produção de petróleo e gás natural envolve um processo complexo, composto por diversas etapas que dependem de diversos factores de risco. Hoje em dia, devido à sua volatilidade e importância nos mercados internacionais, está em constante mudança, evolução e aperfeiçoamento tecnológico. Pelo menos até 2013, foram perfurados 4 milhões de poços em terra no mundo, o que faz com que os operadores procurem fontes de petróleo em alto mar, a um ritmo e profundidade cada vez maiores. Definitivamente, a produção de petróleo é um trabalho desafiante em termos de ambiente de produção e custo, mas enquanto os métodos de produção forem continuamente melhorados, não será um processo muito caro. Considerando apenas o crescimento do consumo, o petróleo continua a ser importante, pelo menos durante as próximas décadas. Embora também precisemos procurar fontes de energia renováveis por enquanto precisamos simplesmente de tudo o que temos, incluindo o petróleo. A perfuração é a principal ferramenta para extrair petróleo das rochas subterrâneas. Existem muitos ensaios experimentais e estudos feitos para melhorar a tecnologia de perfuração, o que reduzirá os custos de perfuração e aumentará a taxa de sucesso na localização do petróleo. Portanto, práticas otimizadas e equipamentos com pessoal altamente qualificado são obrigatórios. Neste projeto o objetivo foi desenhar, dimensionar e optimizar alguns dos componentes estruturais de uma máquina perfuradora, Top Drive que é um dos equipamentos da plataforma.
- Aplicação de metodologias de melhoria contínua na indústria alimentar : estudo de caso na Kagome Foods PortugalPublication . Clemente, Mariana dos Santos; Vieira, Ana Carla VicenteNos dias de hoje, a crescente competitividade em organizações industriais cria ambientes exigentes e com maior foco na gestão eficiente dos recursos, na redução de desperdícios e na adoção de práticas de melhoria contínua. Neste contexto, o atual relatório teve como principal objetivo identificar oportunidades de melhoria nos processos internos da Kagome Foods Portugal, de modo a aumentar a eficiência de sustentabilidade das operações. As intervenções descritas ao longo do documento incidiram sobre áreas críticas como o desperdício de plástico, o processo de codificação e rastreabilidade, a revisão do fornecimento de etiqueta, a organização de espaços através da implementação do 5S e da sinalização visual. Para cada uma destas tarefas foram analisados dados reais, desenvolvidas propostas de melhoria e implementadas soluções, juntamente com os colaboradores e a gestão da empresa. As propostas e soluções implementadas e detalhadas ao longo do relatório transformaram-se em ganhos importantes a nível económico e organizacional. Destacam-se as poupanças obtidas com a negociação com fornecedores, a proposta que visa reduzir desperdícios de matéria-prima, o reforço da rastreabilidade e a melhoria da comunicação entre departamentos. As ferramentas Lean, como o 5S e a gestão visual, contribuíram para a organização e segurança do ambiente de trabalho, fortalecendo a cultura de melhoria contínua. Este trabalho evidencia o impacto positivo da integração de metodologias Lean e de melhoria contínua em ambientes industriais exigentes, promovendo a eficiência a reforçando a competitividade da organização no seu setor.
- Gestão sustentável de espaços verdes urbanos em Coimbra : abordagens para a otimização de recursos hídricosPublication . Zonova, Nataliia; Jesus, Eduardo Manuel Ferreira Almeida da Natividade deEm Coimbra, a expansão urbana e a implantação do Metro Mondego à superfície intensificaram a pressão sobre os recursos hídricos e fragmentaram as infraestruturas verdes municipais, exigindo uma abordagem integrada e multidisciplinar na sua gestão. As projeções climáticas indicam maior frequência e gravidade das secas, reforçando a urgência de medidas que aumentem a resiliência dos ecossistemas urbanos. Para identificar as limitações das práticas atuais, analisaram-se os métodos de gestão e os registos de consumo de água (2019-2024), bem como os dados de manutenção (2021-2024) referentes a vinte espaços verdes. Detetaram-se perdas até 99,2% nos sistemas de rega. A comparação entre consumo real e necessidades calculadas por evapotranspiração revelou poupança potencial entre 29% e 61% nas zonas estudadas. A partir destes resultados, foram propostas soluções técnicas adaptadas às condições locais, destinadas a reduzir desperdícios e aumentar a eficiência. Na fase piloto, no Jardim da Solum, foram inquiridos 797 utilizadores para alinhar as propostas com as necessidades reais. Deste processo resultou um plano com cenários de intervenção, incluindo a seleção de espécies adaptadas ao clima mediterrânico e a introdução de Sistemas Urbanos de Drenagem Sustentável (SuDS). Modelaram-se diferentes tipos de cobertura, seguidos de análises técnico-económicas. Os cenários sem relvado indicaram uma redução de 53,4% no consumo de água e de 60,5% nos custos operacionais, com um período de retorno estimado inferior a três anos. Com base nestes resultados, foi desenvolvido um conjunto de diretrizes operacionais replicáveis, com potencial de aplicação noutras zonas da cidade. As recomendações incluem métricas de monitorização da eficiência hídrica e propostas operacionais dirigidas à Câmara Municipal de Coimbra. O modelo pode ser ajustado a outros contextos urbanos com características semelhantes, oferecendo uma base prática para decisões futuras na gestão de espaços verdes.
- Sistema de aquisição de dados para manutenção preditivaPublication . Jesus, Pedro Faustino Simões Pimenta Pinto de; Simões, António SantosO presente relatório surge no âmbito da unidade curricular Projeto-Estágio-Dissertação, inserida no segundo ano do Mestrado em Engenharia Mecânica, Especialização em Construção e Manutenção de Equipamentos Mecânicos, do Instituto Superior de Engenharia de Coimbra. A manutenção preditiva visa antecipar falhas nos sistemas através da monitorização contínua da sua atividade. Ao prever avarias, é possível realizar intervenções de manutenção de forma proativa, otimizando a fiabilidade, disponibilidade e segurança dos equipamentos, enquanto se reduzem significativamente os custos de manutenção. Assim, pretende-se desenvolver um sistema de aquisição de dados para manutenção preditiva com emissão de alertas, de modo evitar as avarias ou falhas de equipamentos, que possa ser aplicável a qualquer setor industrial.
- Melhoria contínua e aplicação de ferramentas Lean da Serralharia Vieira, LdaPublication . Teixeira, Pedro Fernandes; Raposo, Hugo David Nogueira; Farinha, José Manuel TorresCom o crescimento da necessidade de otimizar e atingir a eficiência nos processos produtivos, as empresas do setor industrial procuram adotar metodologias que assegurem à organização, a melhoria contínua e a redução de desperdícios. A implementação de sistemas de gestão visual e a padronização de processos revelam-se fundamentais para garantir a competitividade no setor e tornar as operações sustentáveis. A gestão eficiente de materiais, em conjunto com a correta manutenção e organização dos espaços de trabalho, constitui um dos pilares essenciais para o bom funcionamento das atividades industriais. Assim, a aplicação de ferramentas Lean, como a metodologia 5S, permite melhorar a organização do ambiente produtivo, levando à promoção de maior controlo operacional, redução de erros e eliminação de desperdícios. Este estágio teve como objetivo principal reorganizar as áreas de produção e armazenamento, melhorar os fluxos internos e otimizar os processos produtivos da empresa. Foram, assim, implementadas diversas práticas de melhoria contínua, como a reestruturação das zonas de trabalho, a identificação visual de materiais, a eliminação de itens descontinuados e a padronização de matérias-primas. Da mesma forma, foi dada especial atenção à área de produção e ao desenvolvimento de soluções que visam aumentar a eficiência das operações, nomeadamente através da criação de ferramentas de apoio à produção e orçamentação, do desenho do layout fabril e da análise de gargalos produtivos. No que concerne à manutenção, definiu-se planos preventivos, foram identificadas necessidades corretivas e estabelecidas estratégias para prolongar a vida útil dos equipamentos e reduzir paragens imprevistas. Assim, este estudo pretende demonstrar que a integração das ferramentas Lean associadas à melhoria da gestão da produção e à implementação de práticas de manutenção estruturada, pode ter um impacto significativo na eficiência global da organização, promovendo um ambiente industrial mais ágil, funcional e sustentável.
- O papel da engenharia de métodos e da formação na manutenção industrial : estágio na Meivcore IndustryPublication . Sequeira, Pedro Miguel Coelho; Faria, Raquel Almeida de AzevedoEste relatório documenta a implementação e consolidação do Departamento de Formação, Planeamento e Métodos (DFPM) na empresa Meivcore Industry. O principal objetivo do presente trabalho é demonstrar de que forma a combinação entre planeamento rigoroso, definição de métodos técnicos e formação contínua contribui para a otimização da manutenção industrial, permitindo que esta deixe de ser vista apenas como um custo inevitável e passe a assumir um papel ativo na competitividade e sustentabilidade das empresas. Para que a manutenção seja eficiente e competitiva, é então essencial a aplicação de estratégias e métodos de trabalho adequados. Em contexto industrial, torna-se fundamental recorrer aos diferentes tipos de manutenção existentes, identificando momentos chave para intervir nos equipamentos sem comprometer a continuidade do processo produtivo nem os objetivos de produção. Neste enquadramento, a manutenção preditiva assume um papel central, uma vez que permite analisar o comportamento dos equipamentos, antecipar a evolução de falhas e definir os momentos mais adequados para a intervenção. Esta abordagem facilita a antecipação das necessidades de manutenção, reduz paragens não planeadas e permite uma melhor gestão dos recursos disponíveis. Com base nesta informação, é possível desenvolver um planeamento estruturado, capaz de assegurar a execução eficaz das ações de manutenção preventiva e corretiva necessárias. Desta forma, garantem-se níveis elevados de fiabilidade e disponibilidade dos equipamentos, enquanto se otimiza a gestão do tempo, da mão de obra e dos custos associados à manutenção. A relevância prática do DFPM é evidenciada através das várias intervenções e tarefas realizadas ao longo do estágio. No âmbito de contratos de manutenção, a aplicação de análise metrológica e de modelação CAD revelou-se determinante para a correção de intervenções anteriores e para a redução do desgaste prematuro de componentes mecânicos, contribuindo para o aumento da fiabilidade dos equipamentos. Noutro caso, foi realizada a otimização de um secador industrial, através da identificação de anomalias mecânicas e da implementação de correções que melhoraram o seu funcionamento e reduziram esforços indesejados nos componentes de apoio. Ao nível do planeamento e da organização da manutenção, foi desenvolvida uma ferramenta em MS Excel com recurso a VBA, direcionada para a gestão da manutenção preventiva em pequenas linhas de produção. Esta ferramenta foi concebida para responder a contextos industriais com recursos limitados, apresentando-se como uma solução simples, eficaz e de baixo custo face aos softwares dedicados de gestão da manutenção. O apoio do departamento estendeu-se também à vertente técnica em grandes unidades fabris, como a Secil, onde foram realizadas inspeções detalhadas e trabalhos de modelação 3D. No âmbito do acompanhamento de obra, destaca-se ainda a atuação do DFPM durante a paragem anual numa unidade industrial de produção de celulose (Ence em Návia), com foco no controlo rigoroso da qualidade e na aplicação de cálculos para a montagem precisa de componentes de transmissão. Em conclusão, este relatório demonstra que a integração da engenharia de métodos com as operações de terreno contribui de forma significativa para a redução de falhas recorrentes e para o aumento da eficiência global dos processos de manutenção, consolidando o DFPM como uma unidade estratégica indispensável para a fiabilidade e desempenho industrial.
- Street light synchronisation control using a LoRaWAN-based algorithmPublication . Cardoso, João Miguel de Jesus; Agreira, Cristina Isabel Ferreira Figueiras Faustino; Amaro, José Pedro de Matos NogueiraA iluminação com base em luminárias LED, permite o desenvolvimento de sistemas inteligentes e adaptativos de iluminação pública. Estes sistemas representam uma evolução significativa face à iluminação convencional, baseada em lâmpadas de vapor de sódio, permitindo uma gestão mais eficiente da operação das luminárias. As tecnologias LED permitem o ajuste dinâmico da intensidade luminosa, bem como dos horários de funcionamento, nomeadamente em resposta a condições ambientais ou a comandos do utilizador. Essa flexibilidade de operação é possível com o recurso a protocolos de comunicação sem fios, que também permitem a monitorização em tempo real do estado operacional das luminárias. Neste contexto, para que o funcionamento em rede ocorra de forma organizada e coerente, é necessário que os controladores de iluminação partilhem um valor de tempo comum e preciso. Ou seja, é necessário sincronizar a sua operação. Esta dissertação propõe o desenvolvimento de um algoritmo de sincronização temporal de um conjunto de dispositivos. Pretende-se que o algoritmo desenvolvido seja utilizado com o protocolo de rede LoRaWAN, e seja capaz de permitir a coordenação de forma síncrona da operação das luminárias. Este algoritmo pretende ser utilizado num contexto de zonas sombra de comunicação LoRaWAN. O algoritmo proposto dispensa a utilização de módulos Global Navigation Satellite System, permitindo uma atuação coordenada das luminárias exclusivamente através de comunicação sem fios. Esta abordagem contribui para a redução de custos e complexidade do sistema, mantendo a precisão e a eficiência necessárias para garantir uma operação sincronizada da rede, nomeadamente em ambientes urbanos. Ainda no contexto dos sistemas de iluminação pública, esta tese tem como objetivo testar o desempenho em ambiente real, de um conjunto de controladores de luminárias LED inteligentes, desenvolvidos no âmbito deste trabalho. O sistema desenvolvido, permitiu investigar se a operação síncrona pode contribuir para a poluição harmónica na rede elétrica, potencialmente afetando a qualidade da energia do sistema.