Modelo integrado reativo a perturbações em tempo real da programação da produção e controle avançado para um CSTR
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/9435 |
Resumo: | Scheduling and Process Control layers traditionally operate independently in the production process in the process industry. Both the Academy and Industry have been making efforts so that the integration of these layers of decision offers alternatives for improvement in the productive process, while generating better operational results. In particular the determination of optimal product sequencing is sensitive to the transition times obtained from the control layer, which in turn are strongly dependent on the continuous process variables of a chemical plant. In addition, sequencing is also sensitive to (external) demand disturbances occurring in the Scheduling layer, and disturbances (internal) in the process variables, which occur in the control layer. Process perturbations can be characterized by fluctuations in the properties of raw materials or in variations in feed rates. Demand disruptions can be characterized by urgent requests or cancellation of orders. These disturbances may imply rescheduling. The contribution of this work is the development of an integrated model of Scheduling and Multilayer Control adopting the DMC control strategy for a CSTR multiproduct chemical plant. In the review of the literature, no integrated model of Scheduling and Advanced Multi-layered Real-Time Decision-Making for the treatment of demand and process perturbations of a CSTR chemical plant that generated rescheduling was found. Results of the computational simulation of scenarios of the model with several products in a hypothetical chemical plant allow to confirm the viability of its application. |
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In particular the determination of optimal product sequencing is sensitive to the transition times obtained from the control layer, which in turn are strongly dependent on the continuous process variables of a chemical plant. In addition, sequencing is also sensitive to (external) demand disturbances occurring in the Scheduling layer, and disturbances (internal) in the process variables, which occur in the control layer. Process perturbations can be characterized by fluctuations in the properties of raw materials or in variations in feed rates. Demand disruptions can be characterized by urgent requests or cancellation of orders. These disturbances may imply rescheduling. The contribution of this work is the development of an integrated model of Scheduling and Multilayer Control adopting the DMC control strategy for a CSTR multiproduct chemical plant. In the review of the literature, no integrated model of Scheduling and Advanced Multi-layered Real-Time Decision-Making for the treatment of demand and process perturbations of a CSTR chemical plant that generated rescheduling was found. Results of the computational simulation of scenarios of the model with several products in a hypothetical chemical plant allow to confirm the viability of its application.As camadas de Scheduling e de Controle de Processos tradicionalmente operam de forma independente no processo produtivo na indústria de processos. Tanto a Academia como a Indústria vêm empregando esforços de modo que a integração dessas camadas de decisão ofereça alternativas de melhoria no processo produtivo, ao mesmo tempo que gera melhores resultados operacionais. Em particular a determinação do sequenciamento ótimo de produtos é sensível aos tempos de transição obtidos da camada de controle, que por sua vez são fortemente dependentes das variáveis de processos contínuos de uma planta química. Além disso, o sequenciamento é sensível também as perturbações (externas) da demanda, que ocorrem na camada de Scheduling, e perturbações (internas) nas variáveis do processo, que ocorrem na camada de controle. As perturbações do processo podem ser caracterizadas pelas flutuações nas propriedades de matérias-primas ou nas variações das vazões de alimentação. As perturbações da demanda podem ser caracterizadas por pedidos urgentes ou cancelamentos de pedidos. Essas perturbações podem implicar em reprogramação da produção (Rescheduling). A contribuição deste trabalho é o desenvolvimento de um modelo integrado de Scheduling e Controle multicamada adotando a estratégia de controle DMC para uma planta química CSTR multiproduto. Na revisão da literatura, não foi encontrada nenhum modelo integrado de Scheduling e Controle Avançado Multicamada de tomada de decisão em tempo real para tratamento de perturbações de demanda e de processo de uma planta química CSTR que gerasse reprogramação da produção (Rescheduling). Resultados da simulação computacional de cenários do modelo com vários produtos em uma planta química hipotética permitem confirmar a viabilidade de sua aplicação.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Produção - PPGEPUFSCarIntegração entre schedulingControle de processoIntegration between schedulingProcess controlENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAOModelo integrado reativo a perturbações em tempo real da programação da produção e controle avançado para um CSTRinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisOnline600600223aac64-7e76-4f85-b633-2c639413fa50info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTeseEPC.pdfTeseEPC.pdfapplication/pdf1168776https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/9435/1/TeseEPC.pdf34d3ffba7e747bb343263358d5bef932MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81957https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/9435/2/license.txtae0398b6f8b235e40ad82cba6c50031dMD52TEXTTeseEPC.pdf.txtTeseEPC.pdf.txtExtracted texttext/plain209913https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/9435/3/TeseEPC.pdf.txte39c350ac116f405f8b1805711dcae99MD53THUMBNAILTeseEPC.pdf.jpgTeseEPC.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6517https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/9435/4/TeseEPC.pdf.jpg90f7d8772b0d483f6f360d773f932617MD54ufscar/94352023-09-18 18:31:26.609oai:repositorio.ufscar.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:26Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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