Competitividade na Engenharia de Produção: Inovação e Sustentabilidade Contribuições da FEUP & INEGI. João Manuel R. S. Tavares

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1 Competitividade na Engenharia de Produção: Inovação e Sustentabilidade Contribuições da FEUP & INEGI João Manuel R. S. Tavares tavares@fe.up.pt

2 Organização 1. Apresentação áreas de trabalho pessoais 2. Apresentação da FEUP ensino investigação Interface investigação/industria 3. Apresentação do INEGI investigação Interface investigação/industria João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 2

3 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

4 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): Albuquerque et al. (2010) Journal of Composite Materials 44(9): João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 4

5 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 João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 5

6 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): Albuquerque et al. (2009) NDT & E International 42(7): João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 6

7 Actividades: Processamento e Análise de Imagem Análise do tracto vocal durante a fala partir de imagens de ressonância magnética Imagem original + modelo médio Segmentação intermédia I Segmentação internmédia II Segmentação final Vasconcelos et al. (2010) Journal of Voice, doi: /j.jvoice (in press) João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 7

8 Actividades: Processamento e Análise de Imagem Segmentação de órgãos da cavidade pélvica feminina a partir de imagens de ressonância magnética Segmentação de órgãos (bexiga, pavimento pélvico, ânus) da cavidade pélvica (3 exemplos) Ma et al. (2010) IEEE Transactions on Medical Imaging (submitted) João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 8

9 Actividades: Processamento e Análise de Imagem Seguimento de marcas em análise da marcha (5 frames) Previsão Incerteza Medição Correspondência Resultado Pinho et al. (2005) ICCB 2005, Pinho & Tavares (2009) Computer Modeling in Engineering & Sciences 46(1):51-75 João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 9

10 Actividades: Processamento e Análise de Imagem Emparelhamento de contornos em pedobarografia dinâmica pressão camada opaca lâmpada camada transparente luz reflectida vidro lâmpada camada de contacto + vidro espelho câmara Imagens originais Contornos emparelhados Bastos & Tavares (2004) LNCS 3179:39-50 Tavares & Bastos (2010) Progress in Computer Vision and Image Analysis, Chapter 19, João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 10

11 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: / (in press) João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 11

12 Actividades: Processamento e Análise de Imagem Simulação de contornos em imagens Emparelhamento obtido Deformações simuladas Imagens originais Tavares & Pinho (2005) Journal of Computer Science 4(1):9-18 Gonçalves et al. (2008) Computer Modeling in Engineering & Sciences 32(1):45-55 João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 12

13 Actividades: Processamento e Análise de Imagem Reconstrução 3D de órgãos da cavidade pélvica feminina partir de imagens de ressonância magnética slices Segmentação 2D realizada num slice Pavimento pélvico reconstruído 3D Órgãos da cavidade pélvica reconstruídos 3D Pimenta et al. (2006) CompIMAGE 2006, Alexandre et al. (2007) VipIMAGE 2007, João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 13

14 Actividades: Processamento e Análise de Imagem Reconstrução 3D de objectos a partir de sequências de imagem Imagens originais Modelo computacional 3D obtido voxalizado e poligonizado Azevedo et al. (2010) Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering 13(3): João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 14

15 Actividades: Desenvolvimento de Produto Design e desenvolvimento de um Sistema para a Aquisição e Análise do Movimento Mandibular Sistema protótipo desenvolvido Interface do sistema Santos et al. (2009) Journal of Medical Engineering & Technology 33(6): João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 15

16 Actividades: Desenvolvimento de Produto Design e desenvolvimento de otoscópio ópticoelectrónico para determinação de otites Membrana sem e com otite Principio de funcionamento Sistema protótipo desenvolvido João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 16

17 Actividades: Interacção Homem/Máquina Interface para parametrização e análise de resultados de sistema computacional 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 João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 17

18 Actividades: Interacção Homem/Máquina Interface para visualização e análise de informação critica de controlo de tráfego aéreo Interface do sistema desenvolvido e análise dos filtros de visualização desenvolvidos baseados em princípios de percepção humana Sousa & Tavares (2009), IRF 2009, João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 18

19 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.

20 feup: identidade investimos no palco do nosso progresso: 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.

21 feup: um balanço Sabemos que o conhecimento é o nosso maior activo : tendo adaptado todos os seus cursos ao modelo de Bolonha, a feup oferece uma sólida formação graduada e pós-graduada: - 3 licenciaturas - 9 Mestrados Integrados (1º + 2º Ciclo) - 8 Mestrados (2º ciclo) - 19 Programas Doutorais (3ºciclo)

22 feup: desempenho Sondagem referente aos graduados de 2010 com resultados positivos: a nossa excelência está provada pela alta taxa de empregabilidade dos nossos alunos (praticamente metade dos alunos são recrutados ainda antes de finalizarem os seus estudos).

23 feup: desempenho criando pontes, dentro e fora: a feup envolve-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.

24 feup: factos Comunidade académica Docentes e investigadores 475 ETI 71% doutorado Técnicos e administrativos 315 Estudantes 1º e 2º ciclos integrados 5746 Estudantes de Mestrado + Doutoramento Produção científica 284 artigos científicos (17% da Publicação UP) 43 famílias de patentes 18 spin-offs

25 Formação em Bolonha 3 º Ciclo Programa Doutoral 2 anos 3 anos 2 º Ciclo Mestrado 1 º Ciclo Licenciatura Mestrado Integrado 5 anos

26 Formação em Bolonha Cursos de Graduação e Pós-Graduação ENGENHARIA CIVIL ENGENHARIA MECÂNICA ENGENHARIA QUÍMICA ENGENHARIA INDUSTRIAL E GESTÃO ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA E DE COMPUTADORES ENGENHARIA METALÚRGICA E DE MATERIAIS ENGENHARIA DO AMBIENTE ENGENHARIA INFORMÁTICA E DE COMPUTAÇÃO BIOENGENHARIA * ENGENHARIA BIOMÉDICA ENG. MINAS E GEOAMBIENTE CIÊNCIA DA INFORMAÇÃO * CIÊNCIAS DA COMUNICAÇÃO * * em cooperação 1 º Ciclo 2 º Ciclo 3 o Ciclo Formação em Bolonha ENG. MINAS E GEOAMBIENTE CIÊNCIA DA INFORMAÇÃO * MULTIMÉDIA * DESIGN INDUSTRIAL ENG. SEGURANÇA E HIGIENE OCUPAC. ENG. SERVIÇOS E GESTÃO INOVAÇÃO E EMPREENDEDORISMO TEC. * ENG. CIVIL ENG. E GESTÃO DE TRANSPORTES ENG. MECÂNICA LÍDERES PARA INDÚSTRIAS TEC. * ENG. QUÍMICA E BIOLÓGICA ENG. INDUSTRIAL E GESTÃO ENG. ELECTROTÉCNICA COMPUTADORES TELECOMUNICAÇÕES * SISTEMAS SUSTENTÁVEIS DE ENERGIA * ENG. METALÚRGICA E DE MATERIAIS. ENG. AMBIENTE ENG. INFORMÁTICA E COMPUTAÇÃO INFORMÁTICA * BIOENGENHARIA * ENG. BIOMÉDICA ENG. MINAS E GEOAMBIENTE MATEMÁTICA APLICADA * MEDIA DIGITAIS * ENG. FÍSICA SEGURANÇA E SAÚDE OCUPACIONAIS ENG. REFINAÇÃO PETROQ. E QUÍMICA *

27 feup: saber fazer primeira impressão: a aprendizagem na feup 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.

28 feup: engenharia para o mundo E com o mundo Estudantes internacionais na FEUP South America 28% Asia 4% Europe 34% North America 4% Africa 30%

29 feup: engenharia para o mundo

30 feup: engenharia para o mundo O Brasil é o país com o qual mantemos mais protocolos de colaboração em mobilidade 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

31 feup: engenharia para 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:

32 feup: engenharia para o mundo Educação: 150 acordos activos em 52 países Investigação: 160 parcerias activas em 43 países 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.

33 feup: fazemos futuro Unidades de I&D sediadas na FEUP CEC Centro de Estudos da Construção CEFT Centro de Estudos de Fenómenos de Transporte CEHRA Centro de Hidráulica, Recursos Hídricos e Ambiente CESA - Centro de Estudos de Energia Eólica e Escoamentos Atmosféricos CIGAR - Centro de Investigação em Geo-Ambiental e Recursos CITTA Centro de Investigação do Território, Transportes e Ambiente ISRPorto Instituto de Sistemas e Robótica do Porto LABEST Laboratório da Tecnologia do Betão e do Comportamento Estrutural LEPAE Laboratório de Engenharia de Processos, Ambiente e Energia LSS - Laboratório de Sinais e Sistemas LSRE/LCM Laboratório Associado LSRE Laboratório de Processos de Separação e Reacção LCM Laboratório de Catálise e Materiais

34 feup: fazemos futuro Outros 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 Materiais NOTEPAP - Novas Tecnologias e Processos Avançados de Produção IDMEC Instituto de Engenharia Mecânica (LAETA) UCVE - Unidade de Concepção e Validação Experimental UEAEAC - Unidade de Estudos Avançados de Energia no Ambiente Construído UISPA - Unidade de Integração de Sistemas e Processos Automatizados UNTE - Unidade de Novas Tecnologias Energe ticas CENUME - Unidade de Me todos Numeŕicos em Mecânica e Engenharia Estrutural NIADR - Núcleo de Inteligência Artificial Distribuída e Robótica (LIACC)

35 feup: fazemos futuro unidades I&D

36 feup: crescimento 44 M orçamento 15 M de investigação e serviços ANO Resultados Financeiros Resultados Operacionais Resultados Líquidos , , , , , , , , , , , , , , , , , ,64

37 feup: plataforma de inovação TECNOLOGIAS / SPIN-OFFs Tecnologias ambientais e industriais Tecnologias 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.

38 feup: plataforma de inovação TECNOLOGIAS / SPIN-OFFs 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.

39 feup: plataforma de inovação TECNOLOGIAS / SPIN-OFFs 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.

40 feup: plataforma de inovação TECNOLOGIAS / SPIN-OFFs Apoiar os agentes decisores na procura de soluções de mobilidade sustentável actuando no domínio dos transportes, território e ambiente.

41 feup: plataforma de inovação TECNOLOGIAS / SPIN-OFFs Novo substituto ósseo para utilização em medicina regenerativa. O Bonelike é patenteado a nível europeu.

42 feup: plataforma de inovação TECNOLOGIAS / SPIN-OFFs O WalkinSense é considerado uma revolução na prevenção da doença do Pé diabético, que afecta os doentes diabéticos.

43 feup: plataforma de inovação TECNOLOGIAS / SPIN-OFFs VENTOS Software para previsão dos fluxos do vento.

44 feup: plataforma de inovação TECNOLOGIAS / SPIN-OFFs Veículos subaquáticos controlados à distância.

45 feup: plataforma de inovação TECNOLOGIAS / SPIN-OFFs 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.

46 PORTO Património Mundial FEUP RUA DR.ROBERTO FRIAS PORTO PORTUGAL TEL: FAX:

47 INEGI Instituto de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial

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. 24 de Setembro de

49 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 24 de Setembro de

50 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. 24 de Setembro de

51 Competências e Oferta de IDI 24 de Setembro de

52 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. 24 de Setembro de

53 Volume de Negócios 24 de Setembro de

54 Volume de Negócios por Actividade 24 de Setembro de

55 Distribuição da Actividade 24 de Setembro de

56 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 de Setembro de

57 Projectos de Destaque DEAM Development of an European Ablative Material for Heatshields of Sample 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. 24 de Setembro de

58 Projectos de Destaque 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. 24 de Setembro de

59 Projectos de Destaque HARMONAC Harmonizing Air Conditioning Inspection and Audit Procedures in the Tertiary Building 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). 24 de Setembro de

60 Projectos de Destaque 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. 24 de Setembro de

61 Projectos de Destaque 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. 24 de Setembro de

62 Projectos de Destaque I-BUS 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 ecoeficientes, mais confortáveis e mais integrados. Pretende-se aproveitar sinergias com fornecedores das restantes áreas de transportes. 24 de Setembro de

63 Instalações 24 de Setembro de

64 Convite à Participação Setembro 2011 Outubro 2011 João Manuel R. S. Tavares Competitividade na Eng. de Produção: Inovação e Sustentabilidade 64

65 Competitividade na Engenharia de Produção: Inovação e Sustentabilidade Contribuições da FEUP & INEGI João Manuel R. S. Tavares tavares@fe.up.pt