[en] MULTIOBJECTIVE OPTIMIZATION METHODS FOR REFINERY CRUDE SCHEDULING APPLYING GENETIC PROGRAMMING

[pt] MÉTODOS DE OTIMIZAÇÃO MULTIOBJETIVO PARA PROGRAMAÇÃO DE PETRÓLEO EM REFINARIA UTILIZANDO PROGRAMAÇÃO GENÉTICA

[pt] CRISTIANE SALGADO PEREIRA

[pt] PROGRAMACAO GENETICA LINEAR ORIENTADA A GRAMATICA

[pt] PROGRAMACAO DE PETROLEO EM REFINARIA

[pt] PROGRAMACAO GENETICA LINEAR COM INSPIRACAO QUANTICA

[pt] ALGORITMOS EVOLUCIONARIOS MULTIOBJETIVO

[pt] OTIMIZACAO MULTIOBJETIVO

[en] GRAMMAR ORIENTED LINEAR GENETIC PROGRAMMING

[en] REFINERY CRUDE OIL SCHEDULING

[en] QUANTUM-INSPIRED LINEAR GENETIC PROGRAMMING

[en] EVOLULTIONARY MULTIOBJECTIVE ALGORITHMS

[en] MULTIOBJECTIVE OPTIMIZATION

[pt] A programação de produção em refinaria pode ser compreendida como decisões que buscam otimizar alocação de recursos, o sequenciamento de atividades e a sua realização temporal, respeitando restrições e visando ao atendimento de múltiplos objetivos. Apesar da complexidade e natureza combinatória, a atividade carece de sistemas sofisticados que auxiliem o processo decisório, especialmente baseadas em otimização, pois as ferramentas utilizadas são planilhas ou softwares de simulação. A diversidade de objetivos do problema não implica em equivalência de importância. Pode-se considerar que existem grupos, onde os que afetam diretamente a capacidade produtiva da refinaria se sobrepõem aos associados à maior continuidade operacional. Esta tese propõe o desenvolvimento de algoritmos multiobjetivos para programação de petróleo em refinaria. As propostas se baseiam em conceituadas técnicas da literatura multiobjetivo, como dominância de Pareto e decomposição do problema, integradas à programação genética com inspiração quântica. São estudados modelos em um ou dois níveis de decisão. A diferenciação dos grupos de objetivos é avaliada com base em critérios estabelecidos para considerar uma solução proposta como aceitável e também é avaliada a influência de uma população externa no processo evolutivo. Os modelos são testados em cenários de uma refinaria real e os resultados são comparados com um modelo que trata os objetivos de forma hierarquizada. As abordagens baseadas em dominância e em decomposição apresentam vantagem sobre o algoritmo hierarquizado, e a decomposição é superior. Numa comparação com o modelo em dois níveis de decisão, apenas o que utiliza estratégia de decomposição em cada nível apresenta bons resultados. Ao final deste trabalho é obtido mais de um modelo multiobjetivo capaz de oferecer um conjunto de soluções que atendam aos objetivos críticos e deem flexibilidade de análise a posteriori para o programador de produção, o que, por exemplo, permite que ele pondere questões não mapeadas no modelo.

[en] Refinery scheduling can be understood as a set of decisions which aims to optimize resource allocation, task sequencing, and their time-related execution, respecting constraints and targeting multiple objectives. Despite its complexity and combinatorial nature, the refinery scheduling lacks more sophisticated support decision tools. The main systems in the area are worksheets and, sometimes, simulation software. The multiple objectives do not mean they have the same importance. Actually, they can be grouped whereas the objectives related to the refinery production capacity are more important than the ones related to a smooth operation. This thesis proposes the development of multiobjective algorithms applied to crude oil refinery scheduling. The proposals are based on the major technics of multiobjective literature, like Pareto dominance and problem decomposition, integrated with a quantum-inspired genetic programming approach. One and two decision level models are studied. The difference between groups is handled with conditions that define what can be considered a good solution. The effect of using an archive population in the evolutionary process is also evaluated. The results of the proposed models are compared with another model that handles the objectives in a hierarchical logical. Both decomposition and dominance approaches have better results than the hierarchical model. The decomposition model is even better. The bilevel decomposition method is the only one, among two decision levels models, which have shown good performance. In the end, this work achieves more than one multiobjective model able to offer a set of solutions which comprises the critical objectives and can give flexibility to the production scheduler does his analysis. Therefore, he can consider aspects not included in the model, like the forecast of crude oil batches not scheduled yet.

MARLEY MARIA BERNARDES REBUZZI VELLASCO

DOUGLAS MOTA DIAS

MARLEY MARIA BERNARDES REBUZZI VELLASCO

DOUGLAS MOTA DIAS

KARLA TEREZA FIGUEIREDO LEITE

MARCUS VINICIUS DE OLIVEIRA MAGALHAES

PAULO CESAR RIBAS

LUIS MARTI OROSA

2022-04-11

2018-12-20

[pt] TEXTO

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PORTUGUÊS

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.58609