Search

Dissertação de mestrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores, A introdução da condução autónoma no setor automóvel, aumentou a necessidade de sistemas elétricos/eletrónicos (E/E). Como a falha destes sistemas pode resultar na perda do controlo do veículo, a necessidade por sistemas resilientes têm aumentado neste setor. Sistemas resilientes garantem uma baixa probabilidade de falha ao longo da sua vida. Esta baixa probabilidade de falha é alcançada através do uso de redundância e de boas práticas. Apesar de redundância aumentar a resiliência de um sistema, este aumento não é objetivamente quantificável. Tradicionalmente, modelação de resiliência e testes acelerados são utilizados para estimar a probabilidade de falha do sistema ao longo da sua vida. Esta dissertação visou estudar a eficiência dos métodos tradicionais de estimação de resiliência no contexto dos atuais sistemas automóvel. Para alcançar este objetivo, inicialmente foi desenvolvida uma arquitetura resiliente de hardware para um sensor automóvel. Para estimar a resiliência desta arquitetura e auxiliar o seu desenho, foi desenvolvido um modelo de resiliência com base em Cadeias de Markov, o qual foi simulado recorrendo a métodos de Monte Carlo. Após a implementação da arquitetura desenvolvida, uma amostra com 10 sistemas foi submetida a testes acelerados, os quais recorreram a temperatura como fator de aceleração. Para realizar estes testes, foi previamente desenvolvido um setup de testes online. A partir da aplicação dos métodos tradicionais de estimação foi possível concluir que, atualmente, estes métodos não são eficientes para estimar sistemas resilientes no contexto de sistemas automóvel. Por um lado, os fornecedores de componentes não fornecem informação suficiente para realizar estimativas de resiliência fiáveis através de modelos de resiliência. Por outro lado, os fatores de aceleração alcançados durante os testes acelerados não são suficiente para alcançar a fase final da vida de um sistema e assim obter a sua distribuição de falhas, num período que não comprometa o time-to-market., The introduction of autonomous driving in the automotive sector has increased the necessity of electrical/electronic (E/E) systems. Given that the failure of these systems can result in the loss of control of a vehicle, the necessity for resilient systems has also increased over the years. Resilient systems guarantee the low probability of failure over its lifespan. This low probability of failure is achieved through redundancy and best practices. Although, the redundancy of a given system can promote the system’s resilience, it is not objectively quantifiable. Traditionally, the modulation of resiliency and empirical methods are used to estimate the probability of failure of a system during its lifespan. This dissertation addresses the study of efficiency of these traditional methods used for the estimate of the resiliency but focused on contemporary automotive systems. In order achieve this objective, a development of a hardware resilient architecture was initially made for an automotive sensor. To estimate the resiliency of the architecture and its design, a model of resiliency was developed, based in Markov chain, and simulated using a Monte Carlo method. After the implementation of the developed architecture, a sample of 10 systems were submitted to accelerated tests, which resource to temperature as a factor of acceleration. To accomplish these tests, a pre-emptive development was made of setup for online tests. The application of traditional methods of estimation, it was possible to conclude that at this moment, these methods are insufficient to estimate resilient systems for an automotive application. On the hand, manufactures of components do not provide sufficient information to make appraisals of their resiliency using the mentioned models of resiliency. Still, the acceleration factors achieved during the accelerated tests were not sufficient to reach wear-out and, thus, obtain a distributed failure of a given system, at least within a timeline that does not compromise the time-to-market., This work is supported by: European Structural and Investment Funds in the FEDER component, through the Operational Competitiveness and Internationalization Programme (COMPETE 2020) [Project nº 037902; Funding Reference: POCI-01-0247-FEDER-037902].

Submitted by Karlla Delalibera Chagas null (karlladelalibera@gmail.com) on 2018-05-14T12:25:13Z No. of bitstreams: 1 dissertação - Karlla Delalibera.pdf: 2936984 bytes, checksum: 3d99ddd54b4c7d3230e5de9070915594 (MD5) Approved for entry into archive by Claudia Adriana Spindola null (claudia@fct.unesp.br) on 2018-05-14T12:53:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 chagas_kd_me_prud.pdf: 2936984 bytes, checksum: 3d99ddd54b4c7d3230e5de9070915594 (MD5) Made available in DSpace on 2018-05-14T12:53:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 chagas_kd_me_prud.pdf: 2936984 bytes, checksum: 3d99ddd54b4c7d3230e5de9070915594 (MD5) Previous issue date: 2018-04-16 Pró-Reitoria de Pós-Graduação (PROPG UNESP) Neste trabalho iremos realizar uma abordagem sobre a modelagem de dados que advém de um teste acelerado. Consideraremos o caso em que a carga de estresse aplicada foi do tipo "step-stress". Para a modelagem, utilizaremos os modelos step-stress simples e múltiplo sob censura tipo II e censura progressiva tipo II, e iremos supor que os tempos de vida dos itens em teste seguem uma distribuição Gama. Além disso, também será utilizado o modelo step-stress simples sob censura tipo II considerando a presença de riscos competitivos. Será realizada uma abordagem clássica, por meio do método de máxima verossimilhança e uma abordagem Bayesiana usando prioris não-informativas, para estimar os parâmetros dos modelos. Temos como objetivo realizar a comparação dessas duas abordagens por meio de simulações para diferentes tamanhos amostrais e utilizando diferentes funções de perda (Erro Quadrático, Linex, Entropia), e através de estatísticas verificaremos qual desses métodos se aproxima mais dos verdadeiros valores dos parâmetros. In this work, we will perform an approach to data modeling that comes from an accelerated test. We will consider the case where the stress load applied was of the step-stress type. For the modeling, we will use the simple and multiple step-stress models under censorship type II and progressive censorship type II, and we will assume that the lifetimes of the items under test follow a Gamma distribution. In addition, the simple step-stress model under censorship type II will also be used considering the presence of competitive risks. A classical approach will be performed, using the maximum likelihood method and a Bayesian approach using non-informative prioris, to estimate the parameters of the models. We aim to compare these two approaches by simulations for different sample sizes and using different loss functions (Quadratic Error, Linex, Entropy), and through statistics, we will check which of these approaches is closer to the true values of the parameters.

Estimar com acurácia a vida útil de um pavimento é um dos maiores desafios que enfrentam os engenheiros rodoviários. Recentemente uma nova ferramenta tem sido utilizada para estimar de forma mais realista o desempenho de pavimentos; trata-se dos simuladores de tráfego. Neste contexto, esta dissertação apresenta um estudo do comportamento de um pavimento flexível típico da Região Sul do Brasil, submetido a ensaios acelerados com um simulador de tráfego linear móvel (semelhante ao HVS da República Sul-Africana). O pavimento encontra-se na rodovia BR-290, uma das principais vias do Rio Grande do Sul, que está desde 1997 sob concessão à iniciativa privada. De maio a outubro de 2007 duas seções testes com idêntica estrutura de pavimento, construídas em outubro de 2004, foram solicitadas pelo simulador de tráfego. A primeira seção teste, situada na faixa externa da pista, tinha sido solicitada pelo tráfego real (com elevada concentração de veículos de carga), estimando-se que, desde a construção até o início dos ensaios acelerados, recebera aproximadamente 4,0 x106 operações equivalentes do eixo padrão (eixo simples com rodas duplas com carga igual a 8,2 tf), calculadas empregando-se os fatores de equivalência de carga da AASHTO (NAASHTO). A outra seção teste, por estar situada no acostamento da rodovia, praticamente não tinha sido previamente solicitada pelo tráfego. O simulador de tráfego aplicou a essas seções testes, respectivamente, 170 mil e 255 mil ciclos de carga de um semi-eixo simples de rodas duplas de 8 tf (equivalente a carga de eixo de 16 tf). Para acompanhar o comportamento do pavimento, mediram-se, ao longo dos períodos de ensaio, deflexões e afundamentos nas trilhas de rodas. Trincas foram medidas e mapeadas, calculando-se um índice de densidade de trincamento. Dados de temperatura e precipitação pluviométrica também foram obtidos. As medidas de campo evidenciaram uma significativa aceleração na degradação do pavimento quando submetido à ação do simulador. Com os ensaios acelerados concluídos, amostras das camadas asfálticas das duas seções testes foram extraídas, determinando-se em laboratório valores de resistência à tração, módulo de resiliência (com diferentes tempos de carga) e curvas de fadiga. Desse modo, foi possível estimar a tendência de desempenho do pavimento desde a sua construção até o término de sua vida de serviço, comparando-se a ação do simulador com a do tráfego real. Na análise foram considerados os efeitos da velocidade (baixa) do carregamento imposto pelo simulador de tráfego nos módulos de deformabilidade do ligante asfáltico e da mistura asfáltica. Também foi avaliado o efeito acelerador na degradação do pavimento, decorrente das elevadas tensões geradas pela carga de eixo do simulador, muito superior às correspondentes a veículos comerciais. Assim, estimou-se que um ciclo de carga (carga de eixo de 16 tf) do simulador móvel, aplicado à velocidade de 8 km/h, corresponde à passagem de 30 a 40 eixos padrão, na velocidade do tráfego real, e que a vida de serviço do pavimento analisado é de aproximadamente 8,2 x106 eixos padrão (NAASHTO). The accurate prediction of pavements lives is one of the most difficult challenges that Pavement Engineers face. Traffic simulators have been recently used as a new tool to improve the prediction of pavements performances: In this context, this MSc Thesis presents a study on the behavior of an asphalt pavement with structure typical of those built in Southern Brazil, submitted to accelerated testing by a mobile traffic simulator (similar to the South African HVS). The pavement is on BR-290, one of the most important highways in Rio do Grande do Sul (Brazil southernmost state); a toll-road since 1997. From May to October 2007, two test sections with identical structures, built in 2004, were loaded by the traffic simulator. The first section was in one of the outer lanes of the highway and before the beginning of accelerated tests had been trafficked by some 4 million ESALs (82 kN equivalent single axle loads). The other test section, since was on one of the highway shoulders, had practically received no traffic. The traffic simulator applied 170,000 and 255,000 repetitions of 160-kN axle load to those test sections, respectively. In order to follow pavement performance along the traffic periods, deflections and rut depths were measured. Cracks were mapped as soon as they appeared and a Cracking Density Index was computed. Air temperature and rainfall data were also stored. Field measurements displayed a remarkably acceleration in pavements distress due to the traffic simulator action. After accelerated testing ending, asphalt mixes specimens were cored and tested to tensile strength and resilient modulus. Fatigue curves were also obtained through laboratory testing. Accelerated testing, complemented by laboratory results, allowed estimating a tendency for pavement performance, from construction to the end of its service live, and comparing the action of the traffic simulator to that of real traffic. The effects of the low loading speed of the traffic simulator on the asphalt binder and asphalt mixture resilient modulus were evaluated; as well as the acceleration of pavements distress due to high stresses generated by the traffic simulator axle load, that largely exceeds those applied by commercial vehicles. Thus, it was estimated that a loading cycle (160-kN axle load) of the traffic simulator, applied at 8 km/h, would cause the same distress than 30 to 40 ESALs applied at commercial speed. It was also concluded that the service life of the analyzed pavement structure was approximately 8.2 million ESALs.