análise de desempenho de técnicas de indicação de causalidade aplicadas a alarmes industriais

87 Pages·2017·4.83 MB·Portuguese

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA E
UNIVERSIDADEFEDERALDO RIO GRANDE DO NORTE DE COMPUTAÇÃO
ANÁLISE DE DESEMPENHO DE TÉCNICAS
DE INDICAÇÃO DE CAUSALIDADE
APLICADAS A ALARMES INDUSTRIAIS
Tiago Fernandes de Miranda
Orientador: Prof. Dr. LuizAffonsoHendersonGuedesdeOliveira
Dissertação de Mestrado apresentada ao
Programa de Pós-Graduação em Engenharia
ElétricaedeComputaçãodaUFRN(áreade
concentração: Engenharia de Computação)
como parte dos requisitos para obtenção do
títulodeMestreemCiências.
Número de ordem do PPgEEC: M497
Natal, RN, Julho de 2017
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN
Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede
Miranda, Tiago Fernandes de.
Análise de desempenho de técnicas de indicação de causalidade
aplicadas a alarmes industriais / Tiago Fernandes de Miranda. -
2017.
85 f.: il.
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande
do Norte, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Elétrica e de Computação. Natal, RN, 2017.
Orientador: Prof. Dr. Luiz Affonso Henderson Guedes de
Oliveira.
1. Gerenciamento de alarmes industriais - Dissertação. 2.
Causalidade - Dissertação. 3. Correlação cruzada - Dissertação.
4. Teste de Causalidade de Granger - Dissertação. I. Oliveira,
Affonso Henderson Guedes de. II. Título.
RN/UF/BCZM CDU 62-783.1

À minha família.

Agradecimentos
Àminhafamília,peloapoiocontínuoeincondicionaldedicado.
ÀJacquelineFerreira,porestarsempreaomeuladomemotivandoafazeromeumelhor.
Ao meu orientador, professor Luiz Affonso, por todo o tempo dedicado na minha orien-
taçãoeformaçãoprofissional.
ÀequipedaLogiqueSistemas,portodassugestõesfornecidasparaestetrabalho.
ÀCNPq,pelosuportefinanceiroatravésdebolsadepesquisa.
Aoscolegasdedepartamentoacadêmicoetodosquediretaouindiretamentefizeramparte
destatrajetória,omeumuitoobrigado.

Resumo
Alarmesindustriaistemnaturezainerentementeassíncronaesãofundamentaisparaa
manutenção da segurança operacional e saúde de processos industriais complexos. En-
tretanto, sistemas de alarmes industriais mal configurados tendem a gerar quantidades
excessivas de alarmes, o que os tornam ineficientes. Dentre os possíveis agentes degra-
dantes de um sistema de alarmes, estão os alarmes causais. Situações de alarmes causais
ocorremquandoaativaçãodeumdeterminadoalarmeimplicanaativaçãodeumoumais
alarmesdecorrentes,gerandoinformaçãoredundantenosistemadealarmes. Diantedare-
levância do problema, nesta dissertação são analisados os desempenhos de duas técnicas
paradeterminaçãodealarmescausais: correlaçãocruzadaetestedecausalidadedeGran-
ger. Comodadosdealarmesindustriaissãoessencialmentedenaturezadiscreta,antesde
se aplicar ambas as técnicas, houve a necessidade de se realizar um pré-processamento
sobreosdadosdealarmes,atravésdeumatécnicadesuavizaçãodesinais. Paraobtenção
dos resultados, foram utilizados dados de alarmes provenientes de cenários de simulação
de geração de alarmes e do Benchmark Tennessee Eastman Process. Os resultados ob-
tidos indicam que, em aspectos gerais, o teste de causalidade de Granger obteve maior
eficiência que a correlação cruzada na tarefa de indicação de relações causais em alar-
mesindustriais. Tambémforamrealizadosestudoscomparativosdaaplicaçãodotestede
causalidade de Granger sobre variáveis de processo e alarmes no Benchmark Tennessee
EastmanProcess,indicandosuascaracterísticas.
Palavras-chave: Gerenciamento de Alarmes Industriais, Causalidade, Correlação
Cruzada,TestedeCausalidadedeGranger.