Uma abordagem de otimização para a programação do transporte de derivados escuros de petróleo por uma malha dutoviária
Ano de defesa: | 2020 |
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Instituição de defesa: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba |
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
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Departamento: |
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País: |
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Palavras-chave em Português: | |
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Resumo: | Pela sua eficiência, o modal dutoviário é habitualmente utilizado no transporte de petróleo e de seus derivados. No entanto, como a expansão das malhas dutoviárias implica custos elevados, é importante otimizar o uso dos recursos existentes. Uma das etapas para otimizar o uso de malhas dutoviárias é a realização de uma programação adequada — um problema NP-completo. Sendo assim, esta tese trata de uma abordagem de otimização para a programação do transporte de derivados escuros de petróleo por uma malha dutoviária brasileira. Nesta malha, sete dutos conectam oito nós, sendo quatro refinarias, três depósitos intermediários e um porto. Algumas características deste problema o diferenciam de outros similares, como a necessidade da realização de degradações da qualidade dos derivados, de misturas de derivados e de mudanças no sentido do fluxo (reversões), assim como a necessidade da inclusão de selos para evitar interfaces indesejadas e da consideração da perda de calor dos derivados. Para obtenção de soluções, o problema é decomposto em três etapas: alocação, sequenciamento e temporização. A etapa de alocação é solucionada com um modelo de Programação Linear Inteira Mista (PLIM), a etapa de sequenciamento com um algoritmo heurístico e um modelo PLIM, e a etapa de temporização com um algoritmo heurístico e um modelo de Programação Linear (PL). Foram realizados experimentos quantitativos e qualitativos, com os quais foram obtidas programações mensais em um tempo computacional não proibitivo (minutos). |
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2020-12-23T00:41:27Z2020-12-23T00:41:27Z2020-11-19BUENO, Lucas. Uma abordagem de otimização para a programação do transporte de derivados escuros de petróleo por uma malha dutoviária. 2020. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23590Pela sua eficiência, o modal dutoviário é habitualmente utilizado no transporte de petróleo e de seus derivados. No entanto, como a expansão das malhas dutoviárias implica custos elevados, é importante otimizar o uso dos recursos existentes. Uma das etapas para otimizar o uso de malhas dutoviárias é a realização de uma programação adequada — um problema NP-completo. Sendo assim, esta tese trata de uma abordagem de otimização para a programação do transporte de derivados escuros de petróleo por uma malha dutoviária brasileira. Nesta malha, sete dutos conectam oito nós, sendo quatro refinarias, três depósitos intermediários e um porto. Algumas características deste problema o diferenciam de outros similares, como a necessidade da realização de degradações da qualidade dos derivados, de misturas de derivados e de mudanças no sentido do fluxo (reversões), assim como a necessidade da inclusão de selos para evitar interfaces indesejadas e da consideração da perda de calor dos derivados. Para obtenção de soluções, o problema é decomposto em três etapas: alocação, sequenciamento e temporização. A etapa de alocação é solucionada com um modelo de Programação Linear Inteira Mista (PLIM), a etapa de sequenciamento com um algoritmo heurístico e um modelo PLIM, e a etapa de temporização com um algoritmo heurístico e um modelo de Programação Linear (PL). Foram realizados experimentos quantitativos e qualitativos, com os quais foram obtidas programações mensais em um tempo computacional não proibitivo (minutos).Due to its efficiency, the pipeline modal is commonly used to transport oil and its derivatives. However, since expanding the pipeline networks involves high costs, it is important to optimize the use of the existing resources. One step to optimize the use of pipeline networks is to make a proper schedule — an NP-complete problem. Thus, this thesis is about an optimization approach for scheduling heavy oils transportation through a Brazilian mesh-like pipeline network. In this network, seven pipelines connect eight nodes, four of which are refineries, three are intermediate depots and one is a harbor. Some characteristics of this problem differentiate it from similar ones, such as the need to perform oils quality degradation, oils blends and changes on flow direction (reversions), as well as the need to include plugs to avoid undesired interfaces and to consider oils heat loss. To generate solutions, the problem is decomposed into three steps: assigning, sequencing and timing. The assigning step is solved with an Mixed Integer Linear Programming (MILP) model, the sequencing step with a heuristic algorithm and an MILP model, and the timing step with a heuristic algorithm and an Linear Programming (LP) model. Quantitative and qualitative experiments were carried out, with which monthly schedules were obtained in a non-prohibitive computational time (minutes).Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Petróleo Brasileiro (Petrobrás)porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática IndustrialUTFPRBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOEngenharia ElétricaPetróleo - Derivados - TransporteOtimização matemáticaProgramação heurísticaProgramação (Matemática)Modelos matemáticosOleodutos de petróleoProgramação linearPetroleum products - TransportationMathematical optimizationHeuristic programmingProgramming (Mathematics)Mathematical modelsPetroleum pipelinesLinear programmingUma abordagem de otimização para a programação do transporte de derivados escuros de petróleo por uma malha dutoviáriaAn optimization approach for scheduling heavy oils transportation through a mesh-like pipeline networkinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisCuritibaNeves Junior, Flaviohttps://orcid.org/0000-0002-1627-1425http://lattes.cnpq.br/0494282486171725Neves Junior, Flaviohttps://orcid.org/0000-0002-1627-1425http://lattes.cnpq.br/0494282486171725Magatao, Leandrohttps://orcid.org/0000-0002-6917-9753http://lattes.cnpq.br/4652695720103701Arruda, Lucia Valeria Ramos dehttps://orcid.org/0000-0002-5704-8131http://lattes.cnpq.br/8616017152145795Felizari, Luiz Carloshttp://lattes.cnpq.br/4797970417994742Ferreira Filho, Virgilio Jose Martinshttps://orcid.org/0000-0002-3432-5212http://lattes.cnpq.br/0463308973406153https://orcid.org/0000-0002-0835-9822http://lattes.cnpq.br/9922490160234685Bueno, Lucasreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALotimizacaotransportepetroleodutoviaria.pdfapplication/pdf22131495http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/23590/1/otimizacaotransportepetroleodutoviaria.pdfcef12a83ed62f78a11afe92db7f5b46cMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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