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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.3.2016.tde-12072016-073519
Document
Author
Full name
Jeferson Afonso Lopes de Souza
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2015
Supervisor
Committee
Santos Filho, Diolino Jose dos (President)
Kato, Edilson Reis Rodrigues
Miyagi, Paulo Eigi
Title in Portuguese
Mitigação de falhas críticas em sistemas produtivos.
Keywords in Portuguese
Ação antecipativa
Catástrofes
Falhas
Lógica fuzzy
Mitigação
Sistema instrumentado de segurança
Sistemas de controle
Sistemas de produção
Abstract in Portuguese
O cenário competitivo e globalizado em que as empresas estão inseridas, sobretudo a partir do século XXI, associados a ciclos de vida cada vez menores dos produtos, rigorosos requisitos de qualidade, além de políticas de preservação do meio ambiente, com redução de consumo energético e de recursos hídricos, somadas às exigências legais de melhores condições de trabalho, resultaram em uma quebra de paradigma nos processos produtivos até então concebidos. Como solução a este novo cenário produtivo pode-se citar o extenso uso da automação industrial, fato que resultou em sistemas cada vez mais complexos, tanto do ponto de vista estrutural, em função do elevado número de componentes, quanto da complexidade dos sistemas de controle. A previsibilidade de todos os estados possíveis do sistema torna-se praticamente impossível. Dentre os estados possíveis pode-se citar os estados de falha que, dependendo da severidade do efeito associado à sua ocorrência, podem resultar em sérios danos para o homem, o meio ambiente e às próprias instalações, caso não sejam corretamente diagnosticados e tratados. Fatos recentes de catástrofes relacionadas à sistemas produtivos revelam a necessidade de se implementar medidas para prevenir e para mitigar os efeitos da ocorrência de falhas, com o objetivo de se evitar a ocorrência de catástrofes. De acordo com especialistas, os Sistemas Instrumentados de Segurança SIS, referenciados em normas como a IEC 61508 e IEC 61511, são uma solução para este tipo de problema. Trabalhos publicados tratam de métodos para a implementação de camadas SIS de prevenção, porém com escassez de trabalhos para camadas SIS de mitigação. Em função do desconhecimento da dinâmica do sistema em estado de falha, técnicas tradicionais de modelagem tornam-se inviáveis. Neste caso, o uso de inteligência artificial, como por exemplo a lógica fuzzy, pode se tornar uma solução para o desenvolvimento do algoritmo de controle, associadas a ferramentas de edição, modelagem e geração dos códigos de controle. A proposta deste trabalho é apresentar uma sistemática para a implementação de um sistema de controle para a mitigação de falhas críticas em sistemas produtivos, com referência às normas IEC 61508/61511, com ação antecipativa à ocorrência de catástrofes.
Title in English
Mitigation of critical faults in production systems.
Keywords in English
Critical faults
Disasters
Fuzzy logic
Mitigation
Preemptive action
Production systems
Safety instrumented system
Abstract in English
The competitive and globalized scenario in which the companies operate, especially from the twenty-first century, associated with shrinking life cycles of products, stringent quality requirements, and environmental preservation policies, reducing energy consumption and water resources, in addition of legal requirements for better working conditions, resulted in a paradigm shift in production processes previously designed. As a solution to this new production scenario may be mentioned the extensive use of industrial automation, which has resulted in ever more complex systems, both from a structural point of view, due to the high number of components, the complexity of control systems. The predictability of all possible states of the system becomes practically impossible. Among the possible states can mention the states of fault, depending on the severity of the effect associated with its occurrence, can result in serious damage to man, the environment and own facilities, if not properly diagnosed and treated. Recent events for disasters related to production systems show the need to implement measures to prevent and mitigate the effects of the occurrence of faults in order to prevent the occurrence of disasters. According to experts, the Safety Instrumented Systems - SIS, referenced in standards such as IEC 61508 and IEC 61511, are a solution to this problem. Published papers deal with methods for the implementation of SIS layers of prevention, but with shortage of jobs for mitigation SIS layers. Depending on the system dynamics of ignorance in a fault state, traditional modeling techniques become unviable. In this case, the use of artificial intelligence, such as fuzzy logic can become a solution to the development of the control algorithm, associated with editing tools, modeling and generation of control codes. The purpose of this paper is to present a systematic for implementing a control system for the mitigation of critical failures in production systems, with reference to IEC 61508/61511 standards, with preemptive action to the occurrence of disasters.
 
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Publishing Date
2016-07-13
 
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