competitividade na engenharia de produção: inovação e...

Competitividade na Engenharia de Produção: Inovação e Sustentabilidade –

Contribuições da FEUP & INEGI

João Manuel R. S. Tavares

tavares@fe.up.pt www.fe.up.pt/~tavares

Organização

1. Apresentação– áreas de trabalho pessoais

2. Apresentação da FEUP– ensino– investigação– Interface investigação/industria

3. Apresentação do INEGI– investigação– Interface investigação/industria

2Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e SustentabilidadeJoão Manuel R. S. Tavares

Formação e Actividades• Prof. Auxiliar no Dep. de Eng. Mecânica (DEMec) da Fac.

de Eng. da Universidade do Porto (FEUP)• Investigador Sénior e Coordenador de Projecto no Lab. de

Óptica e Mecânica Experimental (LOME) do Instituto de Eng. Mecânica e Gestão Industrial (INEGI)

• Doutorado e Mestre em Eng. Electrotécnica e de Computadores (FEUP) (com Tese e Dissertação na área do Processamento e Análise de Imagem)

• Licenciado em Eng. Mecânica (FEUP)• Áreas de Investigação

– Processamento e Análise de Imagem (segmentação, seguimento, emparelhamento, alinhamento e reconstrução 3D)

– Desenvolvimento de Produto (sistemas protótipos biomédicos)– Interfaces Homem/Máquina (visualização de dados e percepção)

João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 3

Actividades: Processamento e Análise de Imagem• Análise do dano em materiais compósitos

Imagem original Após segmentação

Região do dano Medidas obtidas

Marques et al. (2009) Composites Science and Technology 69(14):2376-2382Albuquerque et al. (2010) Journal of Composite Materials 44(9):1139-1159

Actividades: Processamento e Análise de Imagem• Medição de dureza a partir de imagens de indentação

Dureza Vickers Dureza Brinell

Filho et al. (2010) Journal of Testing and Evaluation 38(1):88-94

Actividades: Processamento e Análise de Imagem• Análise de microestruturas em materiais

Imagens originais Após segmentação

Albuquerque et al. (2008) Nondestructive Testing and Evaluation 23(4):273-283Albuquerque et al. (2009) NDT & E International 42(7):644-651

Actividades: Processamento e Análise de Imagem• Análise do tracto vocal durante a fala partir de imagens

de ressonância magnética

Vasconcelos et al. (2010) Journal of Voice, doi:10.1016/j.jvoice.2010.05.002 (in press)

Segmentação internmédia II

Segmentaçãofinal

Segmentação intermédia I

Imagemoriginal +

modelo médio

Actividades: Processamento e Análise de Imagem• Segmentação de órgãos da cavidade pélvica feminina a

partir de imagens de ressonância magnética

Ma et al. (2010) IEEE Transactions on Medical Imaging (submitted)

Segmentação de órgãos (bexiga, pavimento pélvico, ânus) da cavidade pélvica(3 exemplos)

Actividades: Processamento e Análise de Imagem• Seguimento de marcas em análise da marcha

Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 9

Previsão Incerteza Medição Correspondência Resultado

Pinho et al. (2005) ICCB 2005, 915-926Pinho & Tavares (2009) Computer Modeling in Engineering & Sciences 46(1):51-75

(5 frames)

• Emparelhamento de contornos em pedobarografiadinâmica

Actividades: Processamento e Análise de Imagem

Imagens originais Contornosemparelhados

Bastos & Tavares (2004) LNCS 3179:39-50Tavares & Bastos (2010) Progress in Computer Vision and Image Analysis, Chapter 19, 339-368

camada de contacto+ vidro

câmara espelho

luz reflectida vidro

pressão camada opaca

lâmpada

lâmpada camada transparente

Actividades: Processamento e Análise de Imagem• Alinhamento de imagens de pedobarografia

Imagens originais Imagens antes e após alinhamento

Oliveira et al. (2010) Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, DOI: 10.1080/10255840903573020 (in press)

• Simulação de contornos em imagens

Emparelhamento obtido

Deformações simuladas

Imagens originais

Tavares & Pinho (2005) Journal of Computer Science 4(1):9-18Gonçalves et al. (2008) Computer Modeling in Engineering & Sciences 32(1):45-55

Actividades: Processamento e Análise de Imagem• Reconstrução 3D de órgãos da cavidade pélvica feminina

partir de imagens de ressonância magnética

Segmentação 2D realizada num slice

Pavimento pélvicoreconstruído 3D

Órgãos da cavidade pélvica reconstruídos 3D

Pimenta et al. (2006) CompIMAGE 2006, 343-348Alexandre et al. (2007) VipIMAGE 2007, 359-362

slices

Azevedo et al. (2010) Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering 13(3):359-369

• Reconstrução 3D de objectos a partir de sequências de imagem

Imagens originais Modelo computacional 3D obtido voxalizado e poligonizado

• Design e desenvolvimento de um Sistema para a Aquisição e Análise do Movimento Mandibular

Actividades: Desenvolvimento de Produto

Santos et al. (2009) Journal of Medical Engineering & Technology 33(6):437-441

Interface do sistemaSistema protótipo desenvolvido

• Design e desenvolvimento de otoscópio óptico-electrónico para determinação de otites

Actividades: Desenvolvimento de Produto

Sistema protótipo desenvolvido

Membrana sem e com otite

Principio de funcionamento

• Interface para parametrização e análise de resultados de sistema computacional

Actividades: Interacção Homem/Máquina

Interface para o programa FastComp(parametrização da análise pretendida)

Visualização dos resultados obtidos pelo FastComp para a análise pretendida

Gonçalves & Tavares (2008) e-Minds: International Journal on Human-Computer Interaction I(4):25-41

• Interface para visualização e análise de informação critica de controlo de tráfego aéreo

Actividades: Interacção Homem/Máquina

Sousa & Tavares (2009), IRF’2009, 477-478

Interface do sistema desenvolvido e análise dos filtros de visualização desenvolvidos baseados em princípios de percepção humana

feup: identidade

mais de 80 anos de história: A Faculdade de Engenharia é a maior Faculdade da Universidade do Porto e tem uma autonomia significativa; desde 2000, a feup está instalada num campus totalmente novo, na zona este da cidade do Porto.

feup: identidade

investimos no palco do nosso progresso: 90.000 m² de campus, que inclui 9 departamentos, uma biblioteca de 8 pisos com 500 lugares de leitura e de estudo; 26 salas de informática equipadas com 500 computadores; 35 anfiteatros e 75 salas de aula.

feup: um balanço…Sabemos que o conhecimento é o nosso maior activo : tendoadaptado todos os seus cursos aomodelo de Bolonha, a feup ofereceuma sólida formação graduada e pós-graduada:

- 3 licenciaturas

- 9 Mestrados Integrados (1º + 2º Ciclo)

- 8 Mestrados (2º ciclo)

- 19 Programas Doutorais (3ºciclo)

…com resultados positivos: a nossa excelência está provada pela alta taxa de empregabilidade dos nossos alunos (praticamente metade dos alunos são recrutadosainda antes de finalizarem os seus estudos).

feup: desempenho

Sondagem referente aos graduados de 2010

feup: desempenhocriando pontes, dentro e fora: a feupenvolve-se na comunidade, especialmente através da cooperação com a indústria nacional; oferecemos um vasto número de serviços: desenvolvimento de software e protótipos, consultoria especializada, estudos de viabilidade técnica e económica, análises químicas e outros serviços associados em laboratório. a feup também assegura, no seu campus, diversos eventos científicos de abrangência internacional, todos os anos.

feup: factos

Comunidade académicaDocentes e investigadores 475 ETI – 71% doutoradoTécnicos e administrativos 315Estudantes 1º e 2º ciclos integrados 5746Estudantes de Mestrado + Doutoramento 421 + 692

Produção científica284 artigos científicos (17% da Publicação UP)43 famílias de patentes18 spin-offs

3º CicloPrograma Doutoral

Mestrado Integrado

1º CicloLicenciatura

2º CicloMestrado

2 anos

3 anos

5 anos

Formação em Bolonha

ENGENHARIA CIVIL

ENGENHARIA MECÂNICAENG. MECÂNICA

ENG. CIVIL

ENGENHARIA QUÍMICA

ENGENHARIA INDUSTRIAL E GESTÃOENG. INDUSTRIAL E GESTÃO

ENG. QUÍMICA E BIOLÓGICA

ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA E DE COMPUTADORES

ENGENHARIA METALÚRGICA E DE MATERIAISENG. METALÚRGICA E DE MATERIAIS.

ENG. ELECTROTÉCNICA COMPUTADORES

ENGENHARIA DO AMBIENTE

ENGENHARIA INFORMÁTICA E DE COMPUTAÇÃOENG. INFORMÁTICA E COMPUTAÇÃO

ENG. AMBIENTE

BIOENGENHARIA *

ENG. MINAS E GEOAMBIENTE

BIOENGENHARIA *

MULTIMÉDIA *

CIÊNCIA DA INFORMAÇÃO *

ENG. SEGURANÇA E HIGIENE OCUPAC.DESIGN INDUSTRIAL

INOVAÇÃO E EMPREENDEDORISMO TEC. *

CIÊNCIAS DA COMUNICAÇÃO *

CIÊNCIA DA INFORMAÇÃO *

ENG. BIOMÉDICAENGENHARIA BIOMÉDICA

TELECOMUNICAÇÕES *

SISTEMAS SUSTENTÁVEIS DE ENERGIA *

LÍDERES PARA INDÚSTRIAS TEC. *

ENG. E GESTÃO DE TRANSPORTES

INFORMÁTICA *

ENG. FÍSICA

MATEMÁTICA APLICADA *

1º Ciclo 2º Ciclo 3o Ciclo

* em cooperação

MEDIA DIGITAIS *

ENG. REFINAÇÃO PETROQ. E QUÍMICA *

SEGURANÇA E SAÚDE OCUPACIONAISENG. SERVIÇOS E GESTÃO

Formação em Bolonha

Formação em BolonhaCu

ação

feup: saber fazer

primeira impressão: a aprendizagem nafeup promove projectos multidisciplinares, com alta aplicação prática, onde os estudantes podem experimentar problemas reais da engenharia e onde lhes é proporcionada a oportunidade de desenvolverem o seu espírito de equipa e sentido de responsabilidade.

feup: engenharia para o mundo

E com o mundoEstudantes internacionaisna FEUP

South America Europe34%

Africa30%

North America4%

Asia4%

• 48 Universidades Brasileiras com acordo com a Universidade do Porto

• Destas, 11 com acordo específico com a FEUP para intercâmbio de estudantes de Engenharia/Tecnologia

O Brasil é o país com o qual mantemos maisprotocolos de colaboração em mobilidade

feup: engenhariapara o mundo

a feup tem parcerias com algumas das mais prestigiadas instituições educativas e, em conjunto, desenvolvemos um portfólio de cursos com alcance e qualidade globais:

feup: engenhariapara o mundo

A FEUP é também membro da CESAER - the Conference of European Schools for Advanced Engineering Education and Research – uma associação internacional sem fins lucrativos constituída pelas 60 principais escolas de engenharia da Europa.

Educação: 150 acordos activos em 52 paísesInvestigação: 160 parcerias activas em 43 países

feup: fazemos futuroUnidades de I&D sediadas na FEUP

CEC – Centro de Estudos da ConstruçãoCEFT – Centro de Estudos de Fenómenos de TransporteCEHRA – Centro de Hidráulica, Recursos Hídricos e AmbienteCESA - Centro de Estudos de Energia Eólica e Escoamentos AtmosféricosCIGAR - Centro de Investigação em Geo-Ambiental e RecursosCITTA – Centro de Investigação do Território, Transportes e AmbienteISRPorto – Instituto de Sistemas e Robótica do PortoLABEST – Laboratório da Tecnologia do Betão e do Comportamento EstruturalLEPAE – Laboratório de Engenharia de Processos, Ambiente e EnergiaLSS - Laboratório de Sinais e Sistemas

LSRE/LCM – Laboratório AssociadoLSRE – Laboratório de Processos de Separação e ReacçãoLCM – Laboratório de Catálise e Materiais

feup: fazemos futuroOutros Centros de I&D relacionados com a FEUP

INEB - Instituto de Engenharia Biomédica (IBMC/INEB)

INESC Porto - Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores do Porto (Laboratório Associado)

INEGI – Instituto de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial (LAETA)EXPMAT - Mecânica Experimental e Novos MateriaisNOTEPAP - Novas Tecnologias e Processos Avançados de Produção

IDMEC – Instituto de Engenharia Mecânica (LAETA)UCVE - Unidade de Concepção e Validação ExperimentalUEAEAC - Unidade de Estudos Avançados de Energia no Ambiente ConstruídoUISPA - Unidade de Integração de Sistemas e Processos AutomatizadosUNTE - Unidade de Novas Tecnologias Energe ́ticasCENUME - Unidade de Me ́todos Nume ́ricos em Mecânica e Engenharia Estrutural

NIADR - Núcleo de Inteligência Artificial Distribuída e Robótica (LIACC)

feup: fazemos futurounidades I&D

44 M€orçamento

15 M€ de investigação e serviços

2003 2004 2005 2006 2007

178.379,80 151.072,01 316.804,95 393.923,61 619.288,71

-2.373.827,05 -115.530,72 -539.309,83 -19.419,66 2.066.286,37

1.654.360,64 3.943.478,69 3.774.029,05 4.405.124,87 3.471.989,44

Resultados Operacionais

Resultados Líquidos

Resultados Financeiros

feup: crescimento

1 2 3 4 5 6

648.074,77

-4.618.045,66

-3059687,64

feup: plataforma de inovaçãoTECNOLOGIAS / SPIN-OFFs

Tecnologias ambientais e industriaisTecnologias patenteadas: Injecção de Plásticos Reactivos (RIMCop), Misturador Estático de Fluidos (NETMix).

A Fluidinova presta serviços de engenharia de alta tecnologia na forma de consultoria e projecto para o desenvolvimento de novos processos e tecnologias ambientais e industriais.

Design de perfumes utilizando tecnologias limpas e recursos naturais.

A I-SENSIS desenvolve perfumes originais exclusivos de elevada qualidade para personalidades, marcas ou empresas, desde a formulação da essência até ao perfume final, pronto a comercializar.

O sistema OPS - pré-esforço orgânico - é inspirado no funcionamento do músculo humano. Esse mesmo princípio pode ser aplicado nas estruturas. Por exemplo, uma viga dotada de um sistema de cabos que respondam da mesma forma a instruções de um autómato em função de deformações medidas por sensores, pode pois ser muito optimizada, e pesar assim muito menos.

Apoiar os agentes decisores na procura de soluções de mobilidade sustentável actuando no domínio dos transportes, território e ambiente.

Novo substituto ósseo para utilização em medicina regenerativa. O Bonelike é patenteado a nível europeu.

O WalkinSense é considerado uma revolução na prevenção da doença do Pé diabético, que afecta os doentes diabéticos.

VENTOS – Software para previsão dos fluxos do vento.

Veículos subaquáticos controlados à distância.

Lançada no mercado português em 2007, a nova Super Bock sem alcóol é o resultado de uma parceria entre a UNICER e o Departamento de Química da Faculdade de Engenharia (FEUP). Neste novo processo mantem-se todo o sabor original da cerveja mas com 0º de alcóol.

FEUP – RUA DR.ROBERTO FRIAS4200-465 PORTO – PORTUGALTEL: +351 225 081 400FAX: +351 225 081 440www.fe.up.pt | feup@fe.up.pt

PORTO Património Mundial

Instituto de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial

24 de Setembro de 2010 48

História

• O INEGI foi criado, em 1986, pelo Departamento de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial (DEMEGI) da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP) como uma instituição de interface entre a Universidade e a Indústria.

• O INEGI é um Instituto de novas tecnologias vocacionado para a realização de actividade de inovação de base tecnológica e transferência de tecnologia.

Posicionamento

• O INEGI tem figura jurídica de Associação Privada Sem Fins Lucrativos e com o estatuto de “Utilidade Pública”.

• Accionistas– 33% - Universidade do Porto (UP)– 6,8 % - Faculdade de Engenharia (FEUP)– 60,2% - 58 empresas privadas e 3 associações

representativas de sectores industriais

Principais Actividades

• Criação de conhecimento e desenvolvimento de tecnologia, normalmente financiada a 100% pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) e a União Europeia (UE).

• Projectos de I&D com a indústria co-financiados por fundos portugueses e comunitários.

• Projectos de I&D com a indústria financiados pelas empresas.

• Consultadoria Técnica.• Formação à medida das necessidades das empresas.

Competências e Oferta de IDI

Recursos Humanos• O conjunto de colaboradores

do INEGI é constituído por 248 pessoas, das quais, cerca de 28% são Quadros Universitários.

• Do quadro próprio de 155 colaboradores, cerca de 59% possuem um contrato de trabalho e os restantes 41% desenvolvem a sua actividade em projectos de I&D ao abrigo de contratos de Bolsas de Investigação.

Volume de Negócios

Volume de Negócios por Actividade

Distribuição da Actividade

Publicações e Teses

Publicações 2009

• Livros 11 • Artigos em Revistas Internacionais 53 • Artigos em Revistas Nacionais 2

• Encontros científicos internacionais 137 • Encontros científicos nacionais 21

Teses de Doutoramento 25 Teses de Mestrado 49

Projectos de Destaque

DEAM – Development of an EuropeanAblative Material for Heatshields ofSample Return Missions

O objectivo é desenvolver uma nova geração de sistemas de protecção térmica baseados em materiais ablativos para a reentrada na atmosfera de veículos espaciais.

O INEGI é responsável pelo projecto e fabrico da estrutura de suporte em fibra de vidro sobre a qual será aplicado o novo sistema de protecção térmica.

UAS – Programa de Desenvolvimento de Sistemas Aeronáuticos Não Tripulados

• Projecto IMPERIO-PAIC

É resultado de um programa de contrapartidas e conta com um consórcio de 13 empresas e entidades nacionais bem como a Norte Americana Lockheed-Martin. Tem como objectivo o desenvolvimento dos vários componentes de um sistema de veículos aéreos não tripulados.

A participação do INEGI centra-se no projecto estrutural da fuselagem da aeronave e do suporte do motor, na produção da fuselagem e do componente de suporte do motor e na realização dos ensaios estruturais dos protótipos.

HARMONAC – Harmonizing Air ConditioningInspection and Audit Procedures in the TertiaryBuilding

Apoiado pelo programa Intelligent Energy Europe (IEE), junta 9 parceiros de 8 países europeus (Portugal, França, Itália, Bélgica, Reino Unido, Eslovénia, Áustria e Grécia), sendo o INEGI a única instituição nacional.

O objectivo é abordar questões práticas decorrentes da necessidade de inspecções regulares a sistemas de Ar Condicionado com capacidade de arrefecimento superior a 12 kW, como exigido pela Directiva Europeia de Desempenho Energético em Edifícios (EPBD).

PET II B – Equipamento para Mamografia Utilizando Tecnologia PET

Desenvolvido por um consórcio que envolve o INEGI, TagusPark, LIP, IBEB, IBILI, INOV, INESC e o Hospital Garcia da Orta. O consórcio conta, ainda, com a colaboração do CERN - Centro Europeu de Pesquisa Nuclear, na área da tecnologia de detecção dos fotões.

Tem como finalidade desenvolver um equipamento que melhore, de forma significativa, a capacidade de detecção de cancro de mama em comparação com os sistemas existentes.

NOPROMAT – Desenvolvimento de Novos Processos e Novos Materiais para Soluções de Portas e Casas de Banho

Desenvolvimento de novos processos associados a novos materiais para a produção de produtos para soluções de Casa de Banho, Porta e Cozinha.

Esta é uma aposta na marca CIFIAL para a diferenciação do produto via incorporação da tecnologia desenvolvida no INEGI.

Visa a investigação e desenvolvimento integrado de componentes para interiores e exteriores de carroçarias de autocarros de turismo.

O objectivo principal é o desenvolvimento integrado de sistemas mais leves, mais eco-eficientes, mais confortáveis e mais integrados.

Pretende-se aproveitar sinergias com fornecedores das restantes áreas de transportes.

Instalações

Convite à Participação

Setembro 2011

Outubro 2011

tavares@fe.up.pt www.fe.up.pt/~tavares

Competitividade na Engenharia de Produção: Inovação e Sustentabilidade –

Contribuições da FEUP & INEGI

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