ESTGV - DI - Trabalhos de projeto (após aprovados pelo júri)
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- Gestão das zonas de kitting e melhoria com recurso a simulaçãoPublication . Nascimento, Bruno Filipe Pais do; Lacerda, Ana Cristina Wanzeller Guedes de; Silva, Jorge Manuel Fernandes Henriques daEsta pesquisa propõe uma abordagem integrativa para otimização de processos industriais, unindo os princípios fundamentais do Lean Manufacturing, a evolução tecnológica da Indústria 4.0, a aplicação estratégica de Digital Twin, a análise apro fundada por meio de simulação e a gestão eficaz de Autonomous Mobile Robot, incorporando os pilares emergentes da Indústria 5.0. O objetivo é criar um modelo holístico que aproveite as sinergias dessas abordagens para impulsionar a eficiência e a flexibilidade na produção. Ao examinar criticamente os princípios do Lean Manufacturing, a pesquisa ex plora a minimização de desperdícios e a maximização do valor, alinhando-os com as capacidades transformadoras da tecnologia da Indústria 4.0 e os pilares sustentáveis e humanocêntricos da Indústria 5.0. A introdução estratégica de Digital Twin pro porciona uma representação virtual precisa dos processos em tempo real, permitindo uma compreensão mais profunda e facilitando a implementação de melhorias. A gestão dos Autonomous Mobile Robot é integrada de forma eficaz nesse mo delo, abordando o papel dinâmico da robótica autónoma na melhoria dos fluxos de produção. A simulação desempenha um papel central na análise de cenários e na validação das propostas, proporcionando compreensões fundamentais para a tomada de decisões informadas. Os resultados esperados devem destacar não apenas os ga nhos de eficiência, mas também uma adaptação eficaz a mudanças dinâmicas nas demandas do mercado. Ao conciliar estes aspetos, o resultado obtido é um sistema de gestão de processo e de frota, baseada em microsserviços e orientada a eventos. Este sistema representa uma prova de conceito materializada, que recorre a uma arquitetura distribuída para prover alta disponibilidade e resiliência, e coloca o operador no centro da operação. Este estudo contribui para a convergência prática dessas abordagens, fornecendo uma estrutura abrangente para a melhoria contínua em ambientes industriais. A aplicação conjunta desses princípios representa uma evolução significativa na busca por operações mais inteligentes, adaptáveis e automatizadas.
- Enhancing Interpretability of Neural Networks in Food Recommendation SystemsPublication . Rebelo, João Edgar Lucas; Cunha, Carlos Augusto da Silva; Duarte, Rui Pedro Monteiro AmaroABSTRACT: Over the years the risk of developing diseases related to poor alimentation has been increasing. Many of these diseases are caused by obesity. Obesity is a silent disease related to being overweight, which due to its rapid growth has become a public health problem. Worldwide obesity has nearly tripled since 1975. Obesity can lead to health problems like type 2 diabetes, cardiovascular disease, and even cancer. The main factors that result in obesity are a sedentary lifestyle and a poor diet. Although obesity is uncured, it can be avoided/treated through a healthier lifestyle and diet. Amid so much information about diets and healthier recipes, it can be difficult to find a diet that meets the needs of each person. Recommendation systems can filter from a large dataset, the information that best suits the profile of each user. Due to the constant in crease in information and computational power, recommendation systems have evolved from a traditional approach to a deep-learning one. Recommendation systems are a hot topic in deep learning. Research in the food recommendation systems area has seen little development when compared to recommendations systems in other areas, such as leisure and entertainment. A powerful tool to use in food recommendation systems is neural networks. Neural networks play an important role in our society, for their capacity to learn from complex and high-dimensional data. One side down of neural networks is the difficulties if not impossibility in understanding how the predictions are being made. The behind the-scenes often remain opaque, leading neural networks to be characterized as “black boxes”. With this research, we aim to give contribute to understanding how neural networks operate underneath and make them more transparent and so more trustworthy. With this goal in mind, we propose the use of a secondary model to predict the errors of a primary neural network. By analyzing the error predictions of the second model, we aim to gain insights into its decision-making process. With this approach, we hope not only to help to understand the func tioning of neural networks but also to provide an idea of how to improve their performance. Improving neural networks’ understanding can make them more simple and accessible. With the work developed through this research, we look to stride towards making neural networks more transparent and explainable, thereby enhancing trust in these powerful models.
- Framework de auditoria para gestão e supervisão de segurança na construção civilPublication . Correia, Luciano Marques; Caldeira, Filipe Manuel Simões; Henriques, João Pedro MenoitaA indústria da construção civil tem registado um crescimento acelerado nas últimas décadas. Prova disso é a dimensão financeira do mercado que orbita à volta desta indústria. Alguns dos seus projetos possuem grande dimensão territorial, elevados orçamentos de execução, e alta complexidade do ponto de vista técnico da engenharia civil e arquitetura. A quantidade substancial de recursos humanos e não humanos envolvidos na construção civil torna os seus estaleiros de obra em ambientes complexos, propícios a acidentes. As quedas são a segunda maior causa de acidentes, provocando lesões graves e permanentes ou até a morte. Além da possibilidade de perda da vida humana existem outras consequências implícitas, nomeadamente para os stakeholders do projeto. Algumas das consequências assumem um carácter tangível, tais como: os custos por indemnização ao trabalhador sinistrado; custos incorridos na contratação de um novo recurso para substituição do sinistrado; custos inerentes à tomada de responsabilidades legais das partes envolvidas no acidente; atrasos no cronograma de trabalhos, aumento dos custos não previstos, entre outros. A ocorrência de acidentes também tem impacto, de forma intangível, na reputação das organizações no mercado onde se inserem, relativamente aos seus concorrentes, clientes e também no recrutamento de recursos humanos. Alguns dos métodos de mitigação dos riscos de segurança envolvem a identificação dos riscos laborais no estaleiro, formação na utilização de maquinarias, equipamentos de proteção individual, bem como a sensibilização para comportamentos seguros. Adicionalmente, existe enquadramento legal relacionado com a gestão de saúde e segurança no trabalho, estabelecendo conceitos e normas e a obrigatoriedade do uso de Equipamentos de proteção individual . No entanto, verifica-se que as atuais práticas se encontram desconexas da realidade. Para enfrentar este cenário no sector da construção civil, este trabalho propõe uma framework de auditoria para gestão e supervisão de segurança de modo a contribuir para a otimização de processos e tarefas de gestão e fiscalização da segurança em contexto de obra, tal como a identificação de quedas de trabalhadores e a localização. Para tal, serão recolhidos os dados relevantes do ambiente de obras e as condições fisiológicas dos trabalhadores.
- Content Matching and Sentiment AnalysisPublication . Rodrigues, Margarida Adriana Sampaio; Pinto, Filipe Marques da Silva CabralDeveloping new services or improving existing ones is becoming more accessible with the evolution of Natural Language Processing (NLP) techniques. Chatbots are a known example of an NLP-based service; they can interact with humans using text messages or natural language. NLP grants, however, the development of other types of services based on natural languages, such as machine translation, email spam detection, information extraction, content summarization, and question answering. A current need, to develop smart cities projects, is a system that can match content (text) from a project offer description with the candidates description by finding common patterns in different textual descriptions. This project presents an implementation of an automated tool with AI and NLP to match needs and concrete ideas for innovation with the skills and offers of the business sector, including start-ups and entrepreneurs. In sentiment analysis, NLP can be harnessed to recognize and categorize the emotional tone conveyed in textual content, such as project collaborator reviews, customer reviews, or social media posts. The sentiment analysis component in this project establishes a tool for comprehending and categorizing sentiments, for candidates seeking engagement in smart cities projects.
- Development of a messaging hub for a real-time monitoring safety systemPublication . Lopes, Manuel Cardoso; Henriques, João Pedro MenoitaDue to the high number of accidents in high-risk environments, such as construction, there is a need to combine the worker’s health and safety with technology. The use of new technologies can help prevent accidents and improve response times when they occur. Falls are a common type of accident in these environments, and therefore, it is essential to detect them and act as quickly as possible. To improve response in case of accidents, this work evaluates the use of containerized virtualized messaging hubsto collect data from sensors and support Real-time Monitoring Safety Systems. The messaging hub aims to improve response times while providing high availability and uninterrupted services. A full stack of tests end-to-end was developed, simulating the behavior of the Real-Time Monitoring Safety System and performance tests under different workloads, using the JMeter tests framework. The results achieved demonstrate the performance of the different messaging hub technologies in reducing the response time to accidents.
- Implementação de um sistema de domótica. Análise exploratória dos Dados recolhidosPublication . Rocha, Júlio Filipe da Silva; Quental, Carlos Alberto TorresO constante crescimento das tecnologias e melhoria em arquitetura de sistemas vem resolver muitos dos problemas dos cidadãos e da sua qualidade de vida. A diversidade de aplicações da Internet das Coisas tem vindo a revolucionar a forma como nos relacionamos com a tecnologia. Redes de sensores industriais sem fio, casas inteligentes controladas remotamente utilizam arquiteturas de rede e protocolos com um nível de automação impensável há alguns anos. Este projeto propõe a implementação de um sistema de domótica que pretende resolver ou minimizar problemas nas instalações de uma piscina municipal, tais como: assaltos às instalações; controlo da qualidade do ar; fuga de gás no espaço envolvente à caldeira; redução do consumo de energia e o controlo da temperatura e humidade no Cais da Piscina. Esta proposta, como solução de baixo custo, contempla a montagem de placas Arduino, de forma a que os responsáveis da organização possam obter informações numa aplicação Android, em tempo real, e, dessa forma, poderem tomar decisões de acordo com a interpretação dos dados recolhidos. O projeto divide-se em duas fases: 1) Montagem de três microcontroladores e respetivos sensores e atuadores nas instalações da piscina; 2) Análise dos dados gerados pelo sistema de domótica, recolhidos pelos microcontroladores e armazenados na base de dados. A primeira fase será dedicada à codificação dos microcontroladores, processamento dos dados recolhidos, armazenamento numa base de dados para lidar com dados de séries temporais, e apresentação dos dados numa aplicação Android bem como na aplicação desktop Grafana. Na fase de codificação, destacam-se algumas funcionalidades, como o envio de alertas e o trabalho dos atuadores (relés), cruciais para o bom serviço prestado. A segunda fase será a análise dos dados e apresentação estatística, através de bibliotecas, como Seaborn. O conjunto de dados deriva de uma série temporal, ou seja, os dados sofrem alterações ao longo do tempo, por isso os dados históricos serão analisados e explorados por diversas funções da biblioteca Pandas, bem como a produção de uma matriz de correlação, onde será verificada uma correlação negativa, entre os dados da temperatura e humidade e, se possível, a correlação bem visível entre as variáveis do sensor magnético, aplicado na porta, e do sensor de movimento.
- HomeSec: Privacidade e segurança para smart homesPublication . Oliveira, Filipe Manuel Sequeira; Caldeira, Filipe Manuel SimõesNos últimos anos, tem-se observado um aumento exponencial de dispositivos Internet of Things (IoT). Como resultado, têm sido desenvolvidas inúmeras soluções para diversas áreas, nomeadamente, na indústria, saúde, agricultura, smart cities e smart homes, tornando este tipo de soluções praticamente ubíquas e permitindo estabelecer uma conexão entre os equipamentos e os utilizadores. As smart homes são um dos exemplos onde este tipo de soluções IoT são aplicadas através da conexão de múltiplos dispositivos, embora isso levante preocupações consideráveis de segurança e privacidade. A complexidade e a diversidade inerente a estes dispositivos, incluindo múltiplos protocolos de comunicação e transmissão de dados, aliadas a restrições no poder de processamento, armazenamento e autonomia, representam um desafio significativo na garantia da segurança dos mesmos. Um dispositivo IoT inseguro pode apresentar várias vulnerabilidades, expondo os utilizadores a vários tipos de falhas de segurança, podendo comprometer a confidencialidade, privacidade e integridade da informação, até à disponibilidade dos dispositivos. Um dos motivos para a proliferação de ameaças, como os botnets, é a utilização de dispositivos IoT, onde a aplicação de políticas de cibersegurança foi negligenciada. Vários dispositivos são constantemente vítimas de ataques, sendo utilizados para, por exemplo, o lançamento de ataques replay, man-in-the-middle, zero-day, spoofing ou Denial of Service (DoS). É, portanto, pertinente desenvolver soluções que ajudem a monitorizar, prevenir e solucionar possíveis ataques, avaliando as vulnerabilidades desses dispositivos e preservando a privacidade dos utilizadores. Neste contexto, o trabalho proposto centra-se na criação uma solução acessível, low-cost e open source. Esta solução pretende oferecer aos utilizadores a capacidade de monitorizar a informação transmitida, avaliar possíveis vulnerabilidades dos dispositivos em uso e detetar ataques em tempo real, garantindo assim uma smart home segura e protegida.
- A presença na Internet das Juntas de Freguesia do Concelho de ViseuPublication . Martins, Francisca Maia Melo Rodrigues; Tomé, Paulo Rogério PerfeitoAs novas tecnologias vieram para alterar o quotidiano e o ser humano tem de ser capaz de estar preparado para se adaptar e as conseguir utilizar com a máxima eficiência. Os fregueses, cada vez mais exigentes e complexos, exigem por sua vez às Juntas de Freguesia, com as quais interagem, respostas mais céleres e eficientes nos serviços que prestam. É com este pano de fundo que os websites e as redes sociais podem atuar, respondendo à exigência crescente e recíproca gerada pela interação entre todos/as os/as intervenientes de uma Freguesia. Os websites e as redes sociais pretendem disponibilizar informações e garantir serviços aos fregueses através de um conjunto de meios assentes nas Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC). Apesar destas tecnologias, os websites e as redes sociais serem elementos essenciais nas Juntas de Freguesia, pouco se sabe sobre os moldes da sua criação e da respetiva eficácia a nível das Juntas de Freguesia do Concelho de Viseu. Reconhecendo o papel atual das TIC na sociedade, neste caso com foco nas juntas de freguesia, esta dissertação irá analisar e avaliar o papel do website e das redes sociais, que visam a consolidação da participação através da Internet, com a divulgação de um vasto leque de serviços, documentação diversa, processos de consulta a informações e ainda pagamentos, com o seu acesso garantido a qualquer momento. Neste âmbito, esta dissertação propõe efetuar uma análise e avaliação da situação dos websites e das redes sociais das juntas de freguesia ao nível do Concelho de Viseu. Esta análise resultará de uma investigação exaustiva às juntas de freguesia do Concelho, focando o estado atual dos serviços online disponibilizados aos respetivos fregueses. Com base numa análise abrangente de diversos modelos, será definido e aplicado um modelo devidamente fundamentado, que permitirá avaliar as juntas de freguesia do Concelho de Viseu, diferenciando e quantificando a qualidade global e o estado de maturidade das respetivas soluções encontradas. Com base na apresentação e discussão dos resultados obtidos, serão delineadas sugestões de trabalho futuro no ramo dos websites e das redes sociais para as juntas de freguesia do Concelho de Viseu, identificando para esse fim, os principais desafios que as juntas enfrentam na transição para serviços adequados. Delinear-se-ão as oportunidades estratégicas para o Concelho de Viseu, conducentes ao acompanhamento da evolução e transformação permanente que caracteriza as TIC.
- A contribution to the improvement of the Bodum Data CenterPublication . Lopes, Luca Gil; Caldeira, Filipe Manuel Simões; Cardoso, Filipe GonçalvesThis work was developed to support an internal project at Bodum Portuguesa, Produção de Artigos Metálicos, SA. Bodum is a multinational company offering customers coffee, tea, and home accessories solutions according to Bodum’s values. Bodum is a company that creates products with excellent design at affordable prices, based on the principle that ”form follows functionality,” keeping sustainability, environmental responsibility, and the well-being of its employees and the planet in mind. Bodum’s current CEO, Peter Bodum, has said, “Good design does not have to be expensive”. This project aims to solve the problem of obsolete servers, the lack of resources, and the waste of processing power on Bodum’s servers. Today they have servers with OS Windows 2008 R2, which is quite old. Insufficient resources slow the servers regarding performance, processing, and communication. With this project, the company will gain more efficient servers. It will also be possible to have current services and applications with greater capacity and performance, which is an immediate need. The project involves migrating six physical servers in Switzerland, Denmark, Australia, the United States of America, Japan, and China. This project aims to improve the perfor mance of those servers while migrating to new servers with the latest operating systems version and more advanced hardware. There is a need to do this migration to ensure better performance of the servers and better control. The new servers are already purchased and placed in their respective locations, and some are already in use, making this migration more complicated than usual. Simply, it is necessary to migrate the old servers to the new ones. After analyzing the scenario, an improvement proposal was made since the servers are not virtualized. A request was made to the company administration proposing to virtualize the new servers before migration. This request is still awaiting a response. If this request is accepted, the new servers will become virtual machines, and the old servers will migrate to the new ones. If the request to virtualize the servers is refused, the migration will still be made to the new servers without virtualizing them. Furthermore, after performing the mentioned migration, a proposal will be made to mi grate the information system infrastructure to a cloud. This proposal includes an analysis of the company’s current system and a comparison with an identical scenario hosted on a cloud providing the company with all the necessary information about the processes and procedures of migration to the cloud. If the company plans to move services to the cloud, it will already have all the information it needs. The implementation of the Cloud infrastructure and the respective migration of the whole system is left for future work if the company’s board of directors agrees. This thesis will undoubtedly serve as a basis for its implementation.
- Contribution to electric mobility: a mesh approach for intelligent electric vehicle chargingPublication . Baptista, Pedro Miguel Pereira; Caldeira, Filipe Manuel Simões; Cardoso, FilipeThe path to sustainable electric mobility depends on multiple factors such as reducing emissions, energy efficiency and conscious usage. This project presents itself as a contribution to the improvement of Electric Vehicle (EV) charging, with a positive impact from the moment of connection to the Energy Distributor (ED) until the EV charging finishes. The electric charging solutions for the residential market imply, in many situations, an increase in the contracted power to respond to an inefficient charging cycle that starts when the charger is connected and ends when the VE battery maximum charge fulfils. The increase in contracted power is not always the best solution for faster and more efficient charging. When single points of connection to the power grid are available, common to a group of tenants, it becomes harder to adopt electric mobility solutions. Managing the contracted power, optimising charging time, controlling costs according to the connected user, or even balancing the charging of EVs according to the source of energy at a given time, are challenges that the presented proposal contributes to solve. With focus on the residential market, this solution is suitable for both single-use connection points and shared connections, which are very frequent in apartment buildings without a closed garage or which, for other reasons, share the available electrical connections to the grid. The proposed architecture allows the use of one or several common charging points, applying a mesh network of intelligent chargers orchestrated by a residential gateway.