Proceedings of the International Workshop "Innovation Information Technologies: Theory and Practice": Dresden, Germany, September 06-10.2010

This International Workshop is a high quality seminar providing a forum for the exchange of scientific achievements between research communities of different universities and research institutes in the area of innovation information technologies. It is a continuation of the Russian-German Workshops that have been organized by the universities in Dresden, Karlsruhe and Ufa before. The workshop was arranged in 9 sessions covering the major topics: Modern Trends in Information Technology, Knowledge Based Systems and Semantic Modelling, Software Technology and High Performance Computing, Geo-Information Systems and Virtual Reality, System and Process Engineering, Process Control and Management and Corporate Information Systems

A component-based design approach for energy flexibility in cyber-physical manufacturing systems

Energy flexibility of manufacturing systems helps to meet sustainable manufacturing requirements and is getting significant importance with rising energy prices and noticeable climate changes. Considering the need to proactively enable energy flexibility in modern manufacturing systems, this work presents a component-based design approach that aims to embed energy flexibility in the design of cyber-physical production systems. To this end, energy management using Industry 4.0 technologies (e.g., Internet of Things and Cyber-physical Systems) is compared to the literature on energy flexibility in order to evaluate to what extent the energy flexibility practice takes advantage of Industry 4.0 technologies. Another dimension is the coverage of the life cycle of the manufacturing system which guarantees its sustainable design and the ability to achieve energy flexibility by configuring the energy consumption behaviour. A data-based design approach of the energy-flexible components is proposed in the spirit of the Reference Architectural Model Industrie 4.0 (RAMI 4.0), and then it is exemplified using an electric drive (as a component) in order to show the practical applicability of the approach. The energy consumption behaviour of the component is modelled using machine learning techniques. The digital twin of the studied component is developed using Visual Components virtual engineering environment, then its energy consumption behaviour is included in the model allowing the system integrator/decision-maker to configure the component based on the energy availability/price. Finally, external services in terms of an optimisation module and a deep learning module are connected to the digital twin

Intelligent Energy-Savings and Process Improvement Strategies in Energy-Intensive Industries

S tím, jak se neustále vyvíjejí nové technologie pro energeticky náročná průmyslová odvětví, stávající zařízení postupně zaostávají v efektivitě a produktivitě. Tvrdá konkurence na trhu a legislativa v oblasti životního prostředí nutí tato tradiční zařízení k ukončení provozu a k odstavení. Zlepšování procesu a projekty modernizace jsou zásadní v udržování provozních výkonů těchto zařízení. Současné přístupy pro zlepšování procesů jsou hlavně: integrace procesů, optimalizace procesů a intenzifikace procesů. Obecně se v těchto oblastech využívá matematické optimalizace, zkušeností řešitele a provozní heuristiky. Tyto přístupy slouží jako základ pro zlepšování procesů. Avšak, jejich výkon lze dále zlepšit pomocí moderní výpočtové inteligence. Účelem této práce je tudíž aplikace pokročilých technik umělé inteligence a strojového učení za účelem zlepšování procesů v energeticky náročných průmyslových procesech. V této práci je využit přístup, který řeší tento problém simulací průmyslových systémů a přispívá následujícím: (i)Aplikace techniky strojového učení, která zahrnuje jednorázové učení a neuro-evoluci pro modelování a optimalizaci jednotlivých jednotek na základě dat. (ii) Aplikace redukce dimenze (např. Analýza hlavních komponent, autoendkodér) pro vícekriteriální optimalizaci procesu s více jednotkami. (iii) Návrh nového nástroje pro analýzu problematických částí systému za účelem jejich odstranění (bottleneck tree analysis – BOTA). Bylo také navrženo rozšíření nástroje, které umožňuje řešit vícerozměrné problémy pomocí přístupu založeného na datech. (iv) Prokázání účinnosti simulací Monte-Carlo, neuronové sítě a rozhodovacích stromů pro rozhodování při integraci nové technologie procesu do stávajících procesů. (v) Porovnání techniky HTM (Hierarchical Temporal Memory) a duální optimalizace s několika prediktivními nástroji pro podporu managementu provozu v reálném čase. (vi) Implementace umělé neuronové sítě v rámci rozhraní pro konvenční procesní graf (P-graf). (vii) Zdůraznění budoucnosti umělé inteligence a procesního inženýrství v biosystémech prostřednictvím komerčně založeného paradigmatu multi-omics.Zlepšení průmyslových procesů, Model založený na datech, Optimalizace procesu, Strojové učení, Průmyslové systémy, Energeticky náročná průmyslová odvětví, Umělá inteligence.

Anuário Científico – 2011 Resumos de Artigos, Comunicações, Livros e Monografias de Mestrado

Há mais de uma década que o ISEL vem firmando a sua aposta na busca e na divulgação do conhecimento científico na área da Engenharia, assentes na inovação e no desenvolvimento de novas tecnologias, procurando que os resultados alcançados nos projetos de investigação tenham impacto na indústria e na vida dos cidadãos como forma de responder às necessidades cada vez mais complexas e exigentes da sociedade no seu todo. Nesta relação, o ISEL tem contribuído para a evolução da produção e do conhecimento científicos, assumindo, por vezes numa posição de vanguarda, ora em iniciativa própria ora em parceria com diversas instituições, quer de ensino quer do tecido empresarial. Como forma de dar visibilidade ao trabalho desenvolvido pelos docentes (com afiliação ISEL) e alunos do ISEL, o Anuário Científico tornou-se num meio de divulgação privilegiado, estando disponível em acesso livre a toda a comunidade científica mas também a todos os cidadãos, podendo ser consultado em formato eletrónico no sítio institucional do ISEL, bem como no Repositório Científico do Instituto Polítécnico de Lisboa.1 Fazendo uma análise comparativa em relação às publicações referentes a 2009 e a 2010, constata-se que o número de publicações duplicou em 2011

Anuário Científico – 2009 & 2010 Resumos de Artigos, Comunicações, Teses, Patentes, Livros e Monografias de Mestrado

O Conselho Técnico-Científico do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa (ISEL), na senda da consolidação da divulgação do conhecimento e da ciência desenvolvidos pelo nosso corpo docente, propõe-se publicar mais uma edição do Anuário Científico, relativa à produção científica de 2009 e 2010. A investigação, enquanto vertente estratégica do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa (ISEL), tem concorrido para o seu reconhecimento nacional e internacional como instituição de referência e de qualidade na área do ensino das engenharias. É também nesta vertente que o ISEL consubstancia a sua ligação à sociedade portuguesa e internacional através da transferência de tecnologia e de conhecimento, resultantes da sua atividade científica e pedagógica, contribuindo para o seu desenvolvimento e crescimento de forma sustentada. São parte integrante do Anuário Científico todos os conteúdos com afiliação ISEL resultantes de resumos de artigos publicados em livros, revistas e atas de congressos que os docentes do ISEL apresentaram em fóruns e congressos nacionais e internacionais, bem como teses e patentes. Desde 2002, ano da publicação da primeira edição, temos assistido a uma evolução crescente do número de publicações de conteúdos científicos, fruto do trabalho desenvolvido pelos docentes que se têm empenhado com afinco e perseverança. Contudo, nestes dois anos (2009 e 2010) constatou-se um decréscimo no número de publicações, principalmente em 2010. Uma das causas poderá estar diretamente relacionada com a redução do financiamento ao ensino superior uma vez que limita toda a investigação no âmbito da atividade de I&D e da produção científica. Na sequência da implementação do Processo de Bolonha em 2006, o ISEL promoveu a criação de cursos de Mestrado disponibilizando uma oferta educativa mais completa e diversificada aos seus alunos, mas também de outras instituições, dotando-os de competências inovadoras apropriadas ao mercado de trabalho que hoje se carateriza mais competitivo e dinâmico. Terminados os períodos escolar e de execução das monografias dos alunos, os resumos destas são igualmente parte integrante deste Anuário, no que concerne à conclusão dos Mestrados em 2009 e 2010.A fim de permitir uma maior acessibilidade à comunidade científica e à sociedade civil, o Anuário Científico será editado de ora avante em formato eletrónico. Excecionalmente esta edição contempla publicações referentes a dois anos – 2009 e 2010

Massachusetts Domestic and Foreign Corporations Subject to an Excise: For the Use of Assessors (2004)

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