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CPGEI (Mestrado): Guilherme Schnirmann-24/03/17

Defesa Pública de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Quando 24/03/2017
das 09h00 até 12h00
Onde Sede Central: Sala C-301
Nome do Contato Prof. Flávio Neves Junior
Participantes Prof. Flávio Neves Junior, Dr. Orientador - UTFPR
Suelen Neves Boschetto Magatão, Dra. Co-orientadora - UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Flávio Neves Junior, Dr. Presidente - UTFPR
Profa. Neida Maria Patias Volpi, Dra. - UFPR
Prof. Leandro Magatão, Dr. - UTFPR
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Otimização do Planejamento do Transporte de Derivados Claros de Petróleo em uma Malha Dutoviária

Resumo: Apresentam-se neste trabalho abordagens de solução para a etapa de Planejamento do transporte otimizado em uma rede dutoviária real de derivados claros de petróleo. O modelo proposto é o bloco de entrada de uma estrutura de otimização que auxilia no scheduling do transporte de derivados claros de petróleo (derivados de alto valor agregado). A rede dutoviária em questão é composta por 14 áreas (4 refinarias, 2 portos, 6 terminais de distribuição e 2 clientes finais) e 30 dutos bidirecionais interligam essas áreas transportando mais de 35 derivados claros de petróleo. O problema tratado é complexo, portanto utiliza-se da estratégia de decomposição, inicialmente proposta por Boschetto et al. (2010), baseada na integração de diferentes módulos compostos por modelos de Programação Linear Inteira Mista (PLIM) e heurísticas. Essa integração é capaz de resolver o problema proposto, considerando as características particulares da rede. Em síntese, dentre os blocos (módulos) presentes na estratégia, estão os de: (i) Planejamento, (ii) Alocação e Sequenciamento; e (iii) Temporização. Soluções são obtidas em tempo computacional reduzido (segundos a poucos minutos) para cenários reais da rede em estudo. Este trabalho é uma evolução do modelo PLIM introduzido por Magatão et al. (2012), levando em conta novas características operacionais, e objetiva detalhar o modelo de Planejamento que é responsável pela determinação dos volumes totais que serão movimentados na rede e as rotas que serão utilizadas no transporte. Adicionalmente, faz-se a separação do novo modelo proposto em fases distintas para o estudo do controle das influências e prioridades das variáveis envolvidas no escopo do modelo de Planejamento e os reflexos na solução completa do scheduling. Assim, nomeiam-se as duas abordagens propostas de: abordagem em 1 fase e abordagem em 3 fases. O modelo PLIM de Planejamento proposto com abordagem temporal contínua toma decisões globais a um nível tático considerando características operacionais para um horizonte de 30 dias. Objetiva-se o balanço de inventário otimizado considerando operações de reversão dos dutos, interfaces entre produtos, operação pulmão/estocagem intermediária, manutenção de tanques (tratamento multíperiodo), degradação, entre outras.
Palavras-chave: Programação, Malha dutoviária, PLIM, Heurísticas, Derivados leves de petróleo

Planning optimization for the transport scheduling of light oil derivatives in a pipeline network

Abstract: Solution approaches for the Planning module of the optimized scheduling of a real-world pipeline network to transport light oil derivatives are presented in this work. The proposed model is the input block of a decomposition strategy which aids the scheduling of products (derivatives with high earned value) transportation. The referred network is composed of 14 areas (4 refinaries, 2 harbors, 2 final clients and 6 depots) and 30 bidirectional pipelines which interconnect those areas transporting more than 35 light oil derivatives. The related problem is complex, thus the proposed model is part of a decomposition strategy, formerly proposed by Boschetto et al. (2010), based on the integration of distinct modules composed of Mixed Integer Linear Programming (MILP) and heuristics. This integration is able to solve the aforementioned problem, considering all the particular network characteristics. Briefly, among the developed modules are the: (i) Planning, (ii) Assignment and Sequencing and (iii) Timing blocks. Solutions are obtained in a reduced computational time (seconds to few minutes) for real scenarios. This work is an improvement of the MILP model introduced by Magatão et al. (2012), considering new operational characteristics, and it aims to detail the Planning Model which is responsible for determining total volumes that will be transported in the network and the routes that will be required for this transport. Additionally, a division of the new proposed model in distinct stages is made to investigate the control and influence of each variable in both planning and scheduling solution scopes. Therefore, the proposed approaches are defined here as the single-phase approach and the three-phase approach. The continuous-time MILP model gives global decisions at a tactical level taking into account operational characteristics for a 30-day programming horizon. It is intended to reach an optimized mass balance considering operations such as: pipeline reverse flow, contamination between products, surge operation/temporary stock, tank maintenance and degradations.
Keywords: Scheduling, Pipeline network, MILP, Heuristics, Light oil derivatives.

Lista de publicações:

SCHNIRMANN, G.; MAGATÃO, S.N.B. ; BUENO, L. ; MEIRA, W.H.T. ; NEVES JUNIOR, F. ; MAGATÃO, L. ; ARRUDA, L. V. R. . Modelo PLIM de Planejamento em uma Rede Dutoviária Real de Distribuição de Derivados Leves de Petróleo. XLVIII Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional, Vitória-ES. 2016.

BUENO, L. ; SCHNIRMANN, G.; MEIRA, W.H.T. ; MAGATÃO, S.N.B. ; NEVES JUNIOR, F. ; MAGATÃO, L. ; ARRUDA, L. V. R. . SIMULAÇÃO DO TRANSPORTE DE DERIVADOS ESCUROS DE PETRÓLEO EM UMA MALHA DUTOVIÁRIA A PARTIR DO RESULTADO DA OTIMIZAÇÃO. In: XLVIII Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional, 2016, Vitória-ES. ANAIS DO XLVIII SBPO, 2016.

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