Otimização econômico-estatística no controle estatístico de processos contínuos por bateladas

• Main Author: Gomes, Ismael Becker
• Publication Date: 2021
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da UNISINOS (RBDU Repositório Digital da Biblioteca da Unisinos)
• Download full: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/9771
• topic: ACCNPQ::Engenharias::Engenharia de Produção; Controle estatístico de processo; Otimização econômico-estatística; Processo contínuo por bateladas; Algoritmo genético; Statistical process control; Economic-statistical optimization; Continuous batch process; Genetic algorithm

Proposição/objetivos: Essa pesquisa tem como objetivo geral propor um modelo de otimização de custos e desempenho estatístico para o Controle Estatístico de Processo em uma operação de processamento contínuo por bateladas. Design/metodologia/abordagem: A Design Science Research foi escolhida como método de pesquisa. Seguindo suas etapas, na Conscientização do Problema observouse a necessidade apresentada e o ambiente em que o problema se encontrava inserido. Na etapa de Sugestão, foi realizada a identificação de estudos correlatos e análise dos modelos de custos identificados na literatura. Na etapa de Desenvolvimento, os resultados da busca da etapa anterior fundamentaram as decisões no desenvolvimento de um mapa conceitual e na construção do modelo. A heurística de otimização escolhida para o caso foi um Algoritmo Genético, que foi construído com o auxílio do software estatístico R. A validação do modelo ocorreu em duas etapas. Primeiramente, o funcionamento do algoritmo foi validado, quantitativamente, através do comparativo de resultados com outra pesquisa já publicada. Em seguida, de forma qualitativa, foram consultados especialistas na área do processamento contínuo por bateladas. Essa consulta teve por objetivo validar o modelo como um todo, observando se os inputs do modelo são condizentes com a realidade das indústrias e se os outputs estavam de acordo com a necessidade das empresas. A etapa da Avaliação também ocorreu em dois momentos, com o auxílio da simulação computacional. Primeiramente, foi realizada uma avaliação comparativa do desempenho econômico do modelo frente a processos tradicionais de otimização econômica. Em seguida, o desempenho estatístico da carta de controle oriunda da aplicação do modelo foi analisado verificando sua velocidade de detecção. Por fim, na fase da Conclusão, análises acerca dos resultados obtidos foram realizadas. Resultados: Os resultados alcançados através da simulação computacional da implantação do modelo projetado apontaram para uma redução de 21,75% a 51,97% nos custos do controle estatístico do processo, quando comparada à utilização do modelo com o processo de otimização tradicional, em um horizonte de 20 bateladas simuladas. Já na avaliação do desempenho estatístico da carta de controle oriunda do modelo, notou-se uma constância no aumento da velocidade de detecção conforme a elevação do desvio do processo, independentemente de para qual desvio a carta de controle foi otimizada, o que reforça a robustez estatística da carta de controle. Originalidade/contribuição: Essa pesquisa contribui na avaliação mais precisa de um tipo de processo comum em algumas indústrias, o processo contínuo por bateladas. Foi observado que esse processo possui características peculiares que o tornam diferente, por exemplo, de um processo de fluxo contínuo. Isso fez com que emergisse a necessidade de uma abordagem mais específica para esse tipo de processo, relevando ganhos significativos.