Engenharia de Sistemas Complexos

Anderson Pessoa

Mechanical Engineering · UFRJ · Brazil

PHM · RUL LQR · MPC · Kalman Flow Assurance IIoT · OT Complex Systems
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// ponto de vista

Máquinas industriais falham de forma não-linear.
Processos físicos bifurcam. Redes colapsam em cascata.
Sistemas de controle precisam lidar com isso, não ignorar.

Meu trabalho conecta confiabilidade, controle e sistemas complexos em protótipos reproduzíveis. Cada repositório é um experimento com hipótese clara, código aberto e resultado visível. Óleo & gás, mineração, manufatura avançada.


// projetos abertos

Quatro experimentos.
Rodando agora.

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complex-systems-notes

sincronização emergente · Kuramoto · caos

Notebooks curtos sobre dinâmicas coletivas: expoente de Lyapunov, sincronização de Kuramoto em grafos, percolação e cascatas, estocástica. O substrato teórico que conecta todos os outros projetos. Sistemas industriais são, fundamentalmente, sistemas complexos.

LyapunovKuramoto percolationnetworkx bifurcationscipy
github/complex-systems-notes
simulação de Kuramoto ao vivo · N=40 osciladores

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mpc-mass-spring

espaço de estados · LQR · controle ótimo

Modelo massa-mola em espaço de estados. LQR minimiza energia de controle enquanto mantém a trajetória próxima ao setpoint. Primeiro esboço de MPC com restrições de atuação. Base para controle de processos mais complexos.

python-controlLQR MPCstate-space Kalmannumpy
github/mpc-mass-spring
simulação LQR ao vivo · clique para perturbar

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predictive-maintenance-starter

degradação · feature extraction · RUL baseline

Feature extraction para saúde de máquinas e estimativa de vida útil remanescente (RUL). Sem caixas-pretas: sinais claros, limiares interpretáveis, alertas por email. A degradação é um processo dinâmico — modelar sua trajetória é o desafio.

filterpyscikit-learn pandasRUL FMEAthreshold alerts
github/predictive-maintenance-starter
sinal de vibração sintético com degradação progressiva

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flow-assurance-lite

mapa T-P · risco de cera/hidratos · dashboard

Mapas T-P sintéticos para zonas de risco de deposição de cera e formação de hidratos em linhas de produção. FMEA/Bow-Tie mínimo e dashboard Node-RED → InfluxDB → Grafana. Candidatura NIDF/UFRJ, contexto multifásico.

T-P Mapswax/hydrate Node-REDInfluxDB GrafanaDocker
github/flow-assurance-lite
mapa T-P sintético · mova o mouse para inspecionar

// domínios

Seis ângulos,
um sistema subjacente.

PHM · RUL

prognóstico como trajetória no espaço de fases

Sistemas que envelhecem não-linearmente. Feature extraction, vida útil remanescente, alertas baseados em sinais interpretáveis.

RCMFMEABow-TieRAM · LCC

Controle & Estimação

estabilidade de Lyapunov · regiões de atração

Espaço de estados, LQR, MPC com restrições. Observadores de Kalman e Luenberger para variáveis não medidas.

PIDLQRMPCKalman

Flow Assurance

transições de fase · bifurcações de regime

Mapas T-P para risco de cera e hidratos. Dashboard Node-RED → InfluxDB → Grafana. Contexto NIDF/UFRJ.

T-P MapsmultiphaseDocker

IIoT · OT

rede de observadores distribuídos

Telemetria industrial com foco em qualidade de dados, sincronismo temporal e detecção de mudança de regime.

MQTTtime-seriesOT/IT

Segurança de Processo

percolação · cascatas de falha em barreiras

HAZID, HAZOP, LOPA. Bow-Tie como modelo de barreiras. Falhas sistêmicas são o mesmo mecanismo de percolação em grafos.

HAZOPLOPASIL

Sistemas Complexos

emergência · caos · auto-organização

Lyapunov, Kuramoto, percolação, bifurcações, estocástica. O substrato teórico que conecta todos os outros domínios.

LyapunovKuramotonetworkx

// ferramentas

Stack.
Tudo open-source.

Python

  • numpy · scipy
  • pandas
  • scikit-learn
  • python-control
  • filterpy
  • networkx

Visualização

  • matplotlib
  • plotly
  • Grafana
  • Jupyter

IIoT / Infra

  • Node-RED
  • InfluxDB
  • Docker
  • MQTT

CAD / Outros

  • Onshape
  • SolidWorks
  • Git · GitHub
  • Linux

// referências

O que forma
o ponto de vista.

Sistemas Dinâmicos

Kolmogorov · Lyapunov · Poincaré

fundamentos matemáticos

Prigogine · Haken

estruturas dissipativas · sinergética

Åström & Murray — Feedback Systems

controle moderno

Ogata — State-Space Analysis

espaço de estados

Otimização & Probabilidade

Bertsekas — Optimization

programação dinâmica · MPC

Jaynes — Probability Theory

inferência bayesiana

Box — "All models are wrong…"

epistemologia de modelos

Filosofia do Método

Wittgenstein — Tractatus

limites da linguagem formal

Heidegger

clareza · restrições ontológicas