FCT: DEMI - Dissertações de Mestrado
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- Simulação URANS do escoamento turbulento sobre um prisma retangular de proporção 5:1Publication . Almeida, Rodrigo Teixeira da Silva; Vaz, Daniel; Brito, MoisésNo presente trabalho desenvolve-se uma abordagem numérica, através do software Ansys Fluent, para a análise do escoamento turbulento em torno de um prisma retangular com razão de aspeto 5:1, uma geometria frequentemente utilizada como aproximação inicial em estudos aerodinâmicos de secções mais complexas, como as de tabuleiros de pontes. Foram realizadas simulações bidimensionais em regime permanente e transiente, com recurso aos modelos RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) e URANS (Unsteady RANS), respetivamente, para diferentes números de Reynolds, com o objetivo de avaliar a metodologia adotada e o desempenho de cada modelo, através da comparação dos resultados obtidos com dados numéricos e experimentais reportados por diversos autores. A análise do escoamento centrou-se na caracterização das zonas de separação, re- circulação, reanexação e da esteira, típicas deste tipo de fluxo, através da comparação de campos médios de velocidade, distribuições de pressão, evolução do coeficiente de pressão e visualização de linhas de corrente ao longo da estrutura. Adicionalmente, foram comparados os coeficientes aerodinâmicos de arrasto e de sustentação com os valores apresentados na literatura, de forma a validar os resultados obtidos. Os resultados revelaram uma boa concordância com os valores de referência, validando a malha e o modelo URANS como ferramentas adequadas para simulações prelimina- res. No entanto, foram identificadas algumas incoerências nos valores dos coeficientes aerodinâmicos e no grau de detalhe dos fenómenos aerodinâmicos, sobretudo no que diz respeito à formação da bolha de recirculação secundária. Estas limitações estão associadas à menor capacidade dos modelos utilizados em captar estruturas turbulentas de menor escala, apontando para a necessidade de recorrer a modelos numéricos mais avançados, como o LES, em estudos futuros. Este estudo constitui, assim, uma base sólida para investigações futuras que visem à utilização de modelos numéricos mais avançados, dando continuidade ao trabalho desenvolvido.
- PROPOSTA DE UM MODELO INTEGRADO MAKIGAMI-SLP NA SECÇÃO DE EMBALAMENTO DE UMA FÁBRICA DE PAINÉIS DE INSTRUMENTOS AUTOMÓVEISPublication . Fernandes, Constança Luis; Godina, RaduO ramo da indústria automóvel é cada vez mais competitivo e exigente, torna-se impera- tivo o aumento da sua flexibilidade e permanente evolução tecnológica para aumentar a pro- dutividade, mantendo sempre a satisfação dos seus clientes. Deste modo, a integração de fi- losofias Lean é um ponto fulcral para análise crítica dos processos e para a reconfiguração doslayouts de produção, contribuindo para a evolução das organizações. Esta dissertação é um estudo de caso onde é proposto um modelo integrado que combina as ferramentas Makigami e Systematic Layout Planning (SLP). O modelo proposto parte da análise detalhada do estado atual dos processos e culmina com a redefinição do layout do SLP. As fases finais incluem a construção de um Makigami futuro, refletindo a incorporação das melhorias propostas e permitindo a quantificação dos ganhos obtidos. A aplicação do modelo incidindo sobre o processo de produção de clusters e displays automóveis, numa fá- brica de painéis de instrumentos automóveis. Este modelo integrado foi aplicado em todo o processo, desde a receção das necessidades dos clientes, até ao embalamento e expedição do produto acabado. O principal objetivo da aplicação consistiu na redução de desperdícios lo- gísticos e de movimentação, assegurando uma maior integração entre as áreas mais críticas. Os resultados evidenciam melhorias bastante relevantes nos principais indicadores de desem- penho, com reduções nos tempos e nas distâncias percorridas pelos operadores. A aplicação do modelo integrado Makigami–SLP mostrou ser eficaz na eliminação de ineficiências e na criação de um sistema mais ágil e alinhado com os princípios Lean, contribuindo também para a literatura ao propor uma integração inovadora e replicável de metodologias de mapeamento e planeamento de layouts.
- Otimização topológica e dimensional de treliças considerando encurvadura: comparação entre minimização da massa e da compliancePublication . Silva, Daniel Filipe Alves; Conde, FábioA presente dissertação tem como objetivo desenvolver e implementar uma formu- lação de otimização topológica de estruturas reticuladas centrada na minimização da compliance, sujeita a constrangimentos de encurvadura, de massa e à exclusão de densi- dades intermédias. Esta abordagem é comparada com a formulação tradicional baseada na minimização da massa, recorrendo ao mesmo ambiente computacional, o programa "NOVA_TrussTopOpt". As variáveis de projeto consideradas são a densidade (variável topológica) e a área da secção transversal (variável dimensional) de cada barra. A formulação segue uma abordagem contínua, recorrendo ao algoritmo de otimização MMA (Method of Moving Asymptotes) e à penalização SIMP, combinados com uma Continuation Approach para os parâmetros de penalização e limite de massa. Foram introduzidas diversas adaptações ao código original, desenvolvido para a minimização da massa, nomeadamente a remoção dos constrangimentos de tensão, a introdução do constrangimento de massa e a implementação de uma função por ramos baseada na fórmula de Euler-Johnson, representando adequadamente os regimes elástico e plástico do material. Para evitar singularidades numéricas, foi ainda aplicada a técnica de 𝜖-relaxation. A formulação proposta inclui igualmente o tratamento do fenómeno de encurvadura em cadeias, através de uma função responsável pela análise da conectividade entre elementos da estrutura. As derivadas necessárias ao processo de otimização foram obtidas analiticamente, onde as derivadas dos constrangimentos de encurvadura baseados na nova fórmula de Euler-Johnson foram validadas por diferenças finitas centrais. A metodologia foi aplicada a seis exemplos distintos, tendo sido possível uniformizar os parâmetros de otimização na maioria dos casos. Os resultados obtidos com a formulação de minimização da compliance revelaram-se coerentes com os da formulação de minimização da massa, apresentando desvios reduzidos e, em todos os casos, uma ligeira redução da compliance para a mesma massa estrutural.
- Desenvolvimento e Avaliação de um Sistema de Inspeção de Peças Pintadas para a Industria AutomóvelPublication . Pereira, André João Das PazesA pintura automóvel desempenha um papel crucial na estética, proteção e durabilidade dos veículos. No entanto, o processo de pintura está sujeito à ocorrência de defeitos que comprometem a qualidade final dos componentes, tornando essencial a implementação de sistemas de inspeção fiáveis. Esta dissertação apresenta o desenvolvimento e avaliação de um sistema de inspeção automático de defeitos em peças pintadas da indústria automóvel, recorrendo a Ensaios Não Destrutivos (END) e a modelos de deep learning. Foram analisadas diferentes técnicas de inspeção, nomeadamente ensaios com recurso a iluminação, Termografia por Infravermelhos (TI) e projeção de padrões, tendo esta última sido selecionada para implementação no sistema proposto. De forma a automatizar o processo de inspeção, foi criado um dataset específico de defeitos presentes na pintura de para-choques, sobre o qual foram treinados e avaliados três modelos da família YOLO (YOLOv3-Darknet-53, YOLOv3-Squeezenet e YOLOX-CSP-Darknet- 53). Os resultados experimentais demonstram um desempenho elevado dos modelos testados, destacando-se o YOLOX, que atingiu uma Average Precision (AP) de 98 %. Estes resultados comprovam a eficácia da combinação entre projeção de padrões e modelos de deep learning para a inspeção automática de defeitos, garantindo elevados níveis de qualidade e eficiência no processo de pintura
- Melhoria do Indicador OEE em Linhas de Enchimento e Embalamento de Óleos e AzeitesPublication . Franco, Maria Francisca Ferraz; Godina, RaduA elevada pressão competitiva do setor alimentar, marcada por margens reduzidas e elevada exigência de eficiência, torna essencial a adoção de metodologias que asseguram a melhoria contínua dos processos produtivos. Esta dissertação apresenta um estudo de caso sobre a aplicação da filosofia Kaizen e de ferramentas Lean numa empresa portuguesa do setor de óleos e gorduras alimentares, no âmbito de um projeto desenvolvido em parceria com o Kaizen Institute. O estudo parte de dois desafios centrais identificados na área de embalamento: os baixos níveis de Overall Equipment Effectiveness (OEE) das linhas e a elevada variabilidade e imprevisibilidade dos tempos de se- tup. O estudo de caso incide em três linhas de produção. Numa linha automática aplica-se a metodologia SMED, que permitiu reduzir o tempo de setup em 50 por cento, correspondendo a cerca de 10 horas de capacidade libertada num único mês. Numa linha semi-automática aplica-se Standard Work, medida que possibilitou aumentar a capacidade produtiva e resultou num acréscimo de 9 pontos percentuais no OEE. Noutra linha semi-automática propõe-se a reorganização em layout em U com recurso ao Simplified Systematic Layout Planning, que projetou uma redução de 37,5 por cento na distância percorrida por palete, aumentando a fluidez do processo e diminuindo os movimentos do operador. Os resultados obtidos demonstram que a integração estruturada de práticas Lean nesta indústria contribui de forma significativa para o aumento do OEE e para a consolidação de uma cultura de melhoria contínua, assegurando ganhos imediatos e sustentáveis no longo prazo.
- Otimização topológica de estruturas reticuladas considerando encurvadura com constrangimentos de admissibilidade geométricaPublication . Rodrigues, Guilherme Marques; Conde, FábioA presente dissertação tem como objetivo o avanço do estudo de otimização topológica e dimensional de estruturas reticuladas, com a consideração de constrangimentos locais de tensão e encurvadura. O trabalho baseia-se na evolução do programa Nova_TrussTopOpt, formulado em MATLAB, que recorre ao algoritmo de otimização MMA para resolver problemas de otimização estrutural associados à geração de estruturas com base em um conjunto de critérios de otimização. O programa possui duas formulações distintas: a minimização da massa estrutural, garantindo o cumprimento dos critérios de cedência e encurvadura crítica; e a minimização da compliance, sujeita a restrições de massa e encurvadura. Neste âmbito, implementaram- se inovações que incluem: (i) um constrangimento destinado a penalizar soluções não admissíveis, mitigando a tendência do algoritmo em gerar barras artificiais sem relevância física; e (ii) a possibilidade de considerar carregamentos secundários, assegurando que as estruturas obtidas apresentam robustez perante diferentes cenários operacionais. A metodologia foi validada através da aplicação a diversos exemplos com diferentes bases de Ground Structures,incluindo exemplos como 4x4,4x8,4x2,7x1,2x4 e L_Bracket, onde se estudou também como o programa reagia conforme a alteração de certos parâmetros do constrangimento de encurvadura. Os resultados demonstram a eficácia das novas formulações, evidenciando melhorias na robustez e na viabilidade física das soluções obtidas. Conclui-se que os objetivos definidos foram alcançados, tendo-se ampliado significativamente as capacidades do programa Nova_TrussTopOpt e contribuído para o avanço científico no domínio da otimização topológica de estruturas reticuladas.
- Exploring a non-model based expansion towards damage detection and localizationPublication . Vicente, João Diogo Pinto Cabaço; Silva, TiagoDevelopment of an early damage identification method for plate-like structures can help maintaining the integrity, stability and safety of the whole structures. Plates are a significant type of structural component in a broad range of engineering applications, such as aerospace, automotive, civil and mechanical engineering. The increase in size and complexity of plate-like structures makes maintenance and repairs works harder to perform. Implementing a Structural Health Monitoring (SHM) process so that the system can be monitored periodically or continuously can be critical to early structural damage detection. This study used Vibration-based Structural Health Monitoring (VSHM) to detect changes in dynamical properties by comparing mode shapes from the same FE model in two different states, damaged and intact ("healthy"). To obtain those mode shapes time-responses were simulated at sensor locations and an Operational Modal Analysis (OMA) process was done to identify the modal parameters at those locations. The transverse displacement’s mode shapes at sensor locations were expanded from measurements simulated with added noise using a recent non-model expansion method that decomposes each mode shape using 2D Chebyshev polynomials. Damage was identified and located by comparing the Modal Strain Energy (MSE) of both plate-states at each element. The quality of results will inherently depend on the quality of expansion, to guarantee that a MAC process was implemented at every step.
- Cross-Cultural Examination of Familial EntrepreneurshipPublication . Roldão, João Benjamim Costa; Llussá, Fernanda; Zutshi, AneeshThis Master dissertation investigates the dynamics of familial entrepreneurship through a cross-cultural lens, focusing on three central questions: whether family entrepreneurs exhibit distinct individual characteristics, whether they are more prevalent in developing economies, and whether they are more often driven by necessity. Drawing on Global Entrepreneurship Monitor (GEM) data from 43 countries, the study combines theoretical foundations with em- pirical analysis to explore the intersection between family, socio-economic context, and entre- preneurial behaviour. The findings reveal that family entrepreneurs differ significantly from non-family entre- preneurs in terms of education, income, business skills, and risk aversion, while no significant differences were observed for age and gender. Furthermore, family entrepreneurship is more prominent in developing countries, where economic constraints and institutional voids make the family a critical source of support. The analysis also confirms a strong correlation between family entrepreneurship and necessity-driven motivations, particularly job scarcity. These results highlight the dual role of family as both a source of opportunity and a coping mechanism in adverse contexts. The study contributes to a deeper understanding of how individual traits, family influence, and economic environments shape entrepreneurial be- haviour. It also emphasizes the importance of tailored policy interventions to foster sustainable and inclusive family entrepreneurship.
- Melhoria contínua no Setor do Retalho Alimentar: Efeitos na Produtividade, Redução de Desperdício e Estabilização OperacionalPublication . Ferreira, João Manuel Luz; Godina, RaduEste estudo de caso, realizado no âmbito de um estágio profissional numa loja de retalho alimentar, analisa o impacto de metodologias Kaizen para resolver ineficiências e o desalinhamento entre a capacidade e a procura, com foco na estabilização, na redução de desperdício e no aumento da produtividade. A intervenção assenta em três pilares: normalização de processos (Standard Work, 5S, Kamishibai), gestão diária e suporte analítico (Excel e Power BI). A recolha de dados permite medir tempos por tarefa e calcular a produtividade por colaborador/processo (caixas/h), assegurando a comparação antes/depois e a decisão baseada em evidências. As iniciativas incluem um novo modelo de reposição (massiva e seletiva), o planeamento diário da produção em frescos e uma ferramenta de dimensionamento de equipas, articuladas com Kaizen Diário; as soluções foram testadas e implementadas. Os resultados agregados evidenciam ganhos: −10% no tempo médio de reposição, estabilização em 60 caixas/h/colaborador e −10% de ruturas. Em frescos, as quebras caem 42% e, na mão de obra, observa-se −17% de horas trabalhadas e +20% de produtividade, com menos 13 operadores e +6% de vendas. Conclui-se que a combinação de Standards, Gestão Diária e Dados gera melhorias sustentáveis sem investimento pesado, desde que acompanhada por disciplina na execução e ciclos regulares de verificação em gemba.
- Análise e Melhoria dos Processos de Armazém: Um Estudo de Caso numa Empresa do Setor AutomóvelPublication . Vale, Rodrigo Inácio Pires do; Duarte, SusanaA crescente competitividade do mercado tem impulsionado as empresas a procurarem formas de melhorar as suas operações. Uma das áreas que tem recebido especial atenção é a logística, com o objetivo de cumprir com a entrega de produtos com qualidade a custos competitivos. Com essa finalidade, as empresas têm adotado estratégias de melhoria contínua, aplicando estratégias como o Lean para reduzir desperdícios e aumentar a produtividade. O objetivo deste trabalho é analisar e propor melhorias para aumentar a eficiência dos armazéns, aplicando os princípios da filosofia Lean. O estudo de caso foi realizado no armazém da Stellantis, permitindo uma observação dos métodos de trabalho e a identificação de problemas relacionados com a organização e a eficiência. Para mitigar esses problemas, foram implementadas melhorias baseadas no 5S, gestão visual, análise ABC e diagrama de Spaghetti, visando o aproveitamento do espaço, redução de desperdícios e melhorias operacionais. Os dados foram recolhidos através de observações no armazém, recolha de dados do software informático e entrevistas informais com os colaboradores. Os resultados obtidos demonstraram que houve uma redução de 37 minutos no tempo de picking e menos 3,01km de distância percorrida pelos colaboradores, maior precisão no controlo de stock com uma redução de cerca de 1% nos produtos que necessitaram de segunda contagem no inventário em 2025, comparativamente ao ano de 2024, bem como melhorias na organização no espaço do armazém. A sugestão de KPIs proporcionou uma visão mais precisa das operações, sugerindo formas de monitorizar e sustentar as melhorias. Conclui-se que a aplicação das melhorias foi determinante para o funcionamento dos processos do armazém. Contudo, a melhoria contínua deve ser um processo, exigindo monitorização constante para garantir a competitividade e sustentabilidade da empresa a longo prazo.