As atuais linhas de pesquisa do LIAA são:
- Computação evolucionária
e outras metaheurísticas aplicadas à engenharia;
- Redes neurais e lógica nebulosa
na operação de plantas industriais;
- Redes neurais e lógica nebulosa
em ensaios não-destrutivos;
- Lógica Nebulosa e "data
mining" para apoio a tomadas de decisão
| 1 Computação evolucionária
e outras metaheurísticas aplicadas à engenharia |
|
1.1 Objetivo
Esta linha de pesquisa tem por objetivo investigar a solução
de diversos problemas da engenharia nuclear através
da aplicação de técnicas de computação
evolucionária e outras metaheurísticas, destacando-se
a aplicação de:
- algoritmos genéticos (AG);
- programação genética (GP);
- otimização por enxame de partículas
(PSO);
- entre outras
em:
- otimização de padrões de recarga de
combustível nuclear;
- projeto neutrônico;
- planejamento de políticas de manutenção
e testes de monitoramento para sitemas nucleares;
- identificação de transientes;
- projetos em termohidráulica;
- controle;
1.2 Pesquisas atuais
1.2.1 Computação Evolucionária Paralela
para Suporte à Operação de Reatores Nucleares
Coordenador: Cláudio M. N. A. Pereira
Pesquisadores: Cláudio M. N. A. Pereira, Antônio
C. A. Mol, Marcel Waintraub, Rafael P. Baptista, Roberto Schirru
(COPPE)
Tipo de pesquisa/patrocínio externo: Projeto
CNPq (Edital Universal PROC.474889/2004-1)
Resumo:
O objetivo geral deste projeto é investigar e desenvolver
modelos de computação evolucionária paralela
para utilização no suporte a operação
de centrais nucleares, destacando-se, no entanto, duas grandes
metas distintas: i) investigação e desenvolvimento
de modelos paralelos de AG para otimização de
recarga de reatores; ii) investigação e desenvolvimento
de modelos paralelos de Programação Genética
(PG), uma extensão do AG cujo objetivo é a extração
(descoberta) de conhecimento para aplicação
em identificação de transientes em sistemas
nucleares.
1.2.2 Algoritmos Genéticos Paralelos com Técnicas
de Nicho Aplicados na Otimização de Projetos
de Reatores Nucleares
Coordenador: Cláudio M. N. A. Pereira
Pesquisadores: Cláudio M. N. A. Pereira, Marcel
Waintraub e Rafael P. Baptista
Tipo de pesquisa/patrocínio externo: Projeto
CNPq (Produtividade em Pesquisa)
Resumo:
O presente projeto tem como objetivo principal, o aprimoramento
do processo de otimização de problemas complexos
através de algoritmos genéticos. Aqui, propõe-se
a utilização de uma metodologia híbrida
utilizando técnicas de nichos (AGN) e modelos paralelos
de AG (AGP). Propõe-se, então, o desenvolvimento
de um Algoritmo Genético Paralelo com Técnicas
de Nichos (AGPN) para aplicação a um problema
de otimização em projeto de reator nuclear.
1.2.3 Otimização de Eficiência Térmica
de Usinas Nucleares e Termelétricas Através
de Algoritmos Genéticos
Coordenador: Nelbia S. Lapa, Cláudio M. N. A.
Pereira
Pesquisadores: Nelbia S. Lapa, Cláudio M. N.
A. Pereira, Celso M. F. Lapa, Wagner Sacco
Tipo de pesquisa/patrocínio externo: Tese de
doutorado COPPE/UFRJ
Resumo:
O presente trabalho propõe a utilização
de algoritmo genético para a otimização
da extração nas turbinas do sistema secundário
de um reator tipo PWR de forma que o rendimento térmico
seja maximizado. Tal metodologia aplica-se, da mesma forma,
a usinas térmicas.
1.2.4 Otimização de projeto de reator PWR
considerando aspectos de segurança e realimentação
termohidráulica
Coordenador: Celso M. F. Lapa
Pesquisadores: Celso M. F. Lapa, Eugênio Martins,
Antônio C. M. Alvim (COPPE)
Tipo de pesquisa/patrocínio externo: Tese de
doutorado COPPE/UFRJ
Resumo:
Esta pesquisa investiga a utilização de algoritmo
genético na otimização de prjeto de reatores
PWR, considerando, além de neutrônica, aspectos
referentes à segurança do reator e à
realimentação termohidráulica, que vem
considera importantes restrições do projeto.
1.2.5 Modelos paralelos de AG e PSO aplicados à
otimização da recarga de reatores tipo PWR
Coordenador: Cláudio M. N. A. Pereira
Pesquisadores: Cláudio M. N. A. Pereira, Marcel
Waintraub
Tipo de pesquisa/patrocínio externo: Tese de
doutorado COPPE/UFRJ
Resumo:
No problema da recarga, o objetivo é achar o melhor
padrão de carga do núcleo que leve a um maior
período de queima, aumentando assim a extração
de energia dos elementos combustíveis. Para tal, "pesados"
códigos de física de reatores precisam são
executados centenas ou milhares de vezes, tornando a aplicação
impraticável para simples computadores pessoais. A
computação paralela é, portanto, uma
forma de sobrepor tal dificuldade. Visando evitar a utilização
de computadores especiais com preços elevados, opção
de baixo custo (mas que neste caso não implica em ser
menos eficiente) é o uso de "clusters" de
computadores pessoais. O objetivo desta pesquisa é
estudar modelos eficientes para a paralelização
de algoritmos genéticos e PSO no "cluster"
do IEN, para aplicação ao problema da recarga
de reatores nucleares.
1.2.6 Programação genética paralela
em problemas de "scheduling" e alocação
de tarefas
Coordenador: Cláudio M. N. A. Pereira
Pesquisadores: Cláudio M. N. A. Pereira, Rafael
P. Baptista, Roberto Schirru (COPPE)
Tipo de pesquisa/patrocínio externo: Tese de
doutorado COPPE/UFRJ
Resumo:
Este trabalho estuda modelos paralelos eficientes de programação
genética restrita para aplicação em problemas
da "scheduling" e alocação de tarefas
e recursos referentes à operação de plantas
nucleares de potência.
1.2.7 Aplicação de algoritmos genéticos
à otimização integrada da disponibilidade
de sistemas de segurança
Coordenador: Cláudio M. N. A. Pereira
Pesquisadores: Cláudio M. N. A. Pereira, Vinícius
Damaso e Paulo F. F. F. e Melo (COPPE)
Tipo de pesquisa/patrocínio externo: Tese de
doutorado COPPE/UFRJ
Resumo:
Este trabalho apresenta um método de otimização
integrada da performance de sistemas baseado em algoritmos
genéticos. O objetivo é maximizar o ganho obtido
com a operação de um sistema simplificado, onde
são considerados, simultaneamente e de forma integrada,
aspectos relacionados com estruturação e projeto,
confiabilidade, alocação de redundância,
planejamento de manutenções e testes e custos.
A modelagem da disponibilidade trata o problema original não-linear,
sem fazer qualquer transformação. O conjunto
de soluções obtido propiciou um suporte à
tomada de decisões em situações sujeitas
a restrições orçamentárias e de
segurança. Os resultados apresentados mostram os benefícios
de uma otimização integrada, que contempla a
interação entre projeto e disponibilidade, na
maximização do desempenho.
1.2.8 Planejamento de políticas de manutenção
preventiva e testes periódicos via PSO
Coordenadores: Cláudio M. N. A. Pereira e Celso
M. F. Lapa
Pesquisadores: Cláudio M. N. A. Pereira, Celso
M. F. Lapa e Newton Norat
Tipo de pesquisa/patrocínio externo: Tese de
mestrado IEN/CNEN
Resumo:
Esta pesquisa propõe a utilização de
PSO como método alternativo para otimização
de políticas de manutenção preventiva
e testes periódicos em NPP, que têm sido resolvido
com sucesso através de algoritmos genéticos.
A idéia principal é achar a melhor política
de intervenções que leve a uma maior disponibilidade
integrada em um dado intervalo de tempo.
1.2.9 Projeto de experimentos termohidráulicos
em escala reduzida através de algoritmos genéticos
Coordenadores: Celso M. F. Lapa e David Botelho
Pesquisadores: Celso M. F. Lapa, David Botelho, Cláudio
M. N. A. Pereira, Paulo A. B. Sampaio, Maria de Lourdes Moreira
Tipo de pesquisa/patrocínio externo: Projeto
IRIS (AIEA)
Resumo:
No projeto de experimentos termohidráulicos em escala
reduzida, grandezas geométricas, fluxos, potência
térmica, pressão etc, precisam ser determinadas
de forma a reproduzir as características desejadas
do sistema em escala real. Para tal, é necessário
que certos números adimensionais (que caracterizam
a similaridade entre os sistemas) sejam reproduzidos no experimento
em escala reduzida. Esta pesquisa investiga a utilização
de algoritmos genéticos na determinação
das características de projeto em escala reduzida do
pressurizador do projeto IRIS.
1.2.10 Otimização multiobjetivo de disponibilidade
e custo no planejamento de políticas de manutenção
preventiva e testes de monitoramento via algoritmos genéticos
Coordenadores: Celso M. F. Lapa e Cláudio M.
N. A. Pereira
Pesquisadores: Celso M. F. Lapa, Cláudio M.
N. A. Pereira e Newton Norat
Tipo de pesquisa/patrocínio externo: Pesquisa
IEN
Resumo:
Esta pesquisa tem por objetivo investigar a otimização
das políticas de intervenção para manutenções
e testes de monitoramento em sistemas nucleares, visando dois
objetivos: i) aumentar a disponibilidade e ii) minimizar custos,
considerando questões práticas como a sazonalidade,
disponibilidade de equipes de manutenção, etc.
| 2 Redes neurais e lógica nebulosa
na operação de plantas industriais |
 |
2.1 Objetivo
Esta linha de pesquisa tem por objetivo investigar a utilização
de redes neurais artificiais (RN) e lógica nebulosa
(LN) em problemas relacionados com a operação
de reatores nucleares, tais como:
- identificação de transientes;
- validação de sinais;
- entre outras
2.2 Pesquisas atuais
2.2.1 Identificação de transientes nucleares
com resposta "don't know" através de redes
neurais e lógica nebulosa
Coordenador: Antônio C. A. Mol
Pesquisadores: Antônio C. A. Mol, Cláudio
M. N. A. Pereira, Mauro Victor
Tipo de pesquisa/patrocínio externo:
Resumo:
Este projeto tem por objetivo desenvolver metodologias eficientes
para identificação de transientes em centrais
nucleares de potência. Para isto, são utilizadas
abordagens baseadas em redes neurais e lógica nebulosa
para aumentar a eficiência na identificação
e incluir habilidade de reposta "don't know" no
caso de transientes não rotulados.
2.2.2 Redundância neural em validação
de sinais
Coordenador: Antônio C. A. Mol
Pesquisadores: Antônio C. A. Mol, Cláudio
M. N. A. Pereira,
Tipo de pesquisa/patrocínio externo:
Resumo:
Esta pesquisa introduz o conceito de redundância neural
e o aplica ao método de espaço de paridade para
superar uma deficiência inerente deste método
que é a determinação da melhor estimativa
da medida quando as medidas redundantes forem totalmente inconsistentes.
O conceito da redundância neural consiste no cálculo
de uma redundância utilizando redes neurais artificiais
(RNs) treinadas com o histórico recente da própria
variável de estado. Desta forma, as RNs treinadas dinamicamente
com a série temporal, estima um valor para a medida
que por sua vez será usada como o "referee"
das medidas redundantes no espaço da paridade. A fim
de poder reproduzir a tendência da série temporal
mesmo em condição de acidente, o treinamento
dinâmico da RN privilegia os pontos recentes da série.
Os testes realizados com dados simulados de uma planta nuclear,
demonstraram que a redundância neural aplicada ao método
de espaço de paridade melhora o processo do validação
do sinal.
2.2.3 Metodologia para validação de sinais
usando modelos empíricos com técnicas de inteligência
artificial aplicada a um reator nuclear
Coordenador: Mauro V. de Oliveira
Pesquisadores: Mauro V. de Oliveira, Roberto Schirru
Tipo de pesquisa/patrocínio externo: Tese de
doutorado COPPE/UFRJ
Resumo:
Este trabalho desenvolve uma metodologia para construção
de modelos empíricos de validação de
sinal, com técnicas de inteligência artificial,
para realizar a redundância analítica de sinais
monitorados em uma planta industrial.
2.2.4 Análise via lógica nebulosa de efeitos
e modos de falha para avaliação de risco e extensão
de vida operacional de centrais nucleares
Coordenador: Celso M. F. Lapa
Pesquisadores: Antônio C. F. Guimarães,
Celso M. F. Lapa
Tipo de pesquisa/patrocínio externo: Projeto
FAPERJ
Resumo:
Este projeto objetivo o desenvolvimento de metodologia baseada
em lógica nebulosa para análise de efeitos e
modos de falha para avaliação de risco e extensão
de vida operacional de centrais nucleares
| 3 Redes neurais e lógica nebulosa
em ensaios não-destrutivos |
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3.1 Objetivo
Esta linha de pesquisa tem por objetivo investigar a utilização
de redes neurais e lógica nebulosa na identificação
de padrões de sinais provenientes de ensaios não-destrutivos,
envolvendo:
- aplicação de técnicas nucleares;
- aplicação de técnicas de ultra som;
- entre outras,
em problemas como:
- identificação de fluxo trifásico
- identificação de defeitos em soldas
- entre outros.
3.2 Pesquisas atuais
3.2.1 Medição de fluxo trifásico em
tempo real através da aplicação de técnicas
de atenuação de radiação gama
e inteligência artificial empregado na indústria
petrolífera
Coordenadores: Luis E. B. Brandão e Cláudio
M. N. A. Pereira
Pesquisadores: Luis E. B. Brandão, Cláudio
M. N. A. Pereira e César M. Salgado
Tipo de pesquisa/patrocínio externo: Tese doutorado
COPPE/UFRJ
Resumo:
A avaliação precisa em tempo real da eficiência
dos separadores trifásicos utilizados na indústria
petrolífera é fundamental para a otimização
dos custos de produção/transporte de petróleo.
A aplicação da técnica nuclear de atenuação
de radiação gama é proposta em substituição
aos atuais sistemas medição, possuindo a vantagem
de ser não invasiva. A utilização de
inteligência artificial torna-se um diferencial importante
devido ao pouco conhecimento a priori de características
do escoamento.
3.2.2 Medição de fluxo trifásico
em tempo real através da aplicação de
técnicas de neutrons e inteligência artificial
empregado na indústria petrolífera
Coordenadores: Luis E. B. Brandão e Cláudio
M. N. A. Pereira
Pesquisadores: Luis E. B. Brandão, Cláudio
M. N. A. Pereira e Robson
Tipo de pesquisa/patrocínio externo: Tese doutorado
COPPE/UFRJ
Resumo:
A avaliação precisa em tempo real da eficiência
dos separadores trifásicos utilizados na indústria
petrolífera é fundamental para a otimização
dos custos de produção/transporte de petróleo.
A aplicação de técnica nuclear (emissão
de neutrons) é proposta em substituição
aos atuais sistemas medição, possuindo a vantagem
de ser não invasiva. A utilização de
inteligência artificial torna-se um diferencial importante
devido ao pouco conhecimento a priori de características
do escoamento.
| 4 Lógica Nebulosa e "data
mining" para apoio a tomadas de decisão |
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4.1 Objetivo
Esta linha de pesquisa tem por objetivo investigar a utilização
de lógica nebulosa nos processo de tomadas de decisão,
englobando áreas como:
- inovação tecnológica;
- transferência de tecnologia;
- logística;
- entre outras
4.2 Pesquisas atuais
4.2.1 Lógica nebulosa na avaliação
estratégica de transferência de tecnologia
Coordenadores: Ana Gabriella A. A. Pereira
Pesquisadores: Ana Gabriella A. A. Pereira, Cláudio
M. N. A. Pereira
Tipo de pesquisa/patrocínio externo: Tese doutorado
COPPE/UFRJ
Resumo:
Este trabalho investiga o desenvolvimento de um sistema de
apoio à decisão que auxilie institutos de pesquisa
e universidades a avaliar a efetividade de uma potencial transferência
de tecnologia através do uso da lógica nebulosa.
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