Roteirização de rebocadores para atendimento de plataformas offshore,  com operações sincronizadas e janelas de tempo.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cavalcanti, Luísa Brandão
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-01062021-090708/
Resumo: A exploração de petróleo em alto mar depende de recursos produtivos que são movimentados e alocados às plataformas por rebocadores especiais, denominados Anchor Handling Tug Supply (AHTS), muitas vezes exigindo a atuação simultânea de mais de uma embarcação. Se por um lado o afretamento AHTS é caro, por outro o não-atendimento de um serviço requerido pode ocasionar interrupção nas atividades de uma plataforma, gerando prejuízo econômico. Assim, torna-se necessária a gestão eficiente da frota de rebocadores, com planejamento das atividades previstas para curto a médio prazo. Neste trabalho, a metodologia da Pesquisa Operacional (PO) é empregada na proposição de modelo matemático de otimização, capaz de designar as embarcações que devem realizar cada serviço demandado e criar rotas, definindo não só a sequência de tarefas executadas por cada rebocador como a data de início das atividades, com o objetivo de minimizar o custo total do programa. O problema abordado se diferencia de problemas clássicos de roteirização, por haver múltiplos modos de atendimento de cada tarefa, restrições de sincronização de operações e janelas de tempo. Sua formulação generaliza problema sabidamente NP-difícil, portanto os métodos de solução propostos baseiam-se em meta-heurísticas conhecidas, cujos desempenhos são testados em um conjunto de instâncias aqui propostas. Dentre as contribuições desta tese à PO, destacam-se: apresentação de modelo matemático para um novo problema de roteirização, cuja estratégia de modelagem se provou mais eficiente que formulações tradicionais; e desenvolvimento de novo movimento de inserção de tarefa em posições intermediárias de um conjunto de rotas, essencial à aplicação de meta-heurísticas para solução de problemas de roteirização com operações sincronizadas. Apesar deste tipo de movimento ser usual em problemas de roteirização, esta é a primeira aplicação ao problema com operações sincronizadas, devido à alta complexidade gerada pela interdependência entre as rotas.
id USP_3580ccb6ac917a9454874b10a9c343e1
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-01062021-090708
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Roteirização de rebocadores para atendimento de plataformas offshore,  com operações sincronizadas e janelas de tempo.Routing anchor handling tug supply vessels for executing services at offshore oil platforms, with synchronized operations and time windows.Anchor handling tug supply vesselsEstruturas offshoreHeurísticaHeuristicsMathematical programmingOffshore structuresProgramação matemáticaRebocadoresRoteirizaçãoRoutingA exploração de petróleo em alto mar depende de recursos produtivos que são movimentados e alocados às plataformas por rebocadores especiais, denominados Anchor Handling Tug Supply (AHTS), muitas vezes exigindo a atuação simultânea de mais de uma embarcação. Se por um lado o afretamento AHTS é caro, por outro o não-atendimento de um serviço requerido pode ocasionar interrupção nas atividades de uma plataforma, gerando prejuízo econômico. Assim, torna-se necessária a gestão eficiente da frota de rebocadores, com planejamento das atividades previstas para curto a médio prazo. Neste trabalho, a metodologia da Pesquisa Operacional (PO) é empregada na proposição de modelo matemático de otimização, capaz de designar as embarcações que devem realizar cada serviço demandado e criar rotas, definindo não só a sequência de tarefas executadas por cada rebocador como a data de início das atividades, com o objetivo de minimizar o custo total do programa. O problema abordado se diferencia de problemas clássicos de roteirização, por haver múltiplos modos de atendimento de cada tarefa, restrições de sincronização de operações e janelas de tempo. Sua formulação generaliza problema sabidamente NP-difícil, portanto os métodos de solução propostos baseiam-se em meta-heurísticas conhecidas, cujos desempenhos são testados em um conjunto de instâncias aqui propostas. Dentre as contribuições desta tese à PO, destacam-se: apresentação de modelo matemático para um novo problema de roteirização, cuja estratégia de modelagem se provou mais eficiente que formulações tradicionais; e desenvolvimento de novo movimento de inserção de tarefa em posições intermediárias de um conjunto de rotas, essencial à aplicação de meta-heurísticas para solução de problemas de roteirização com operações sincronizadas. Apesar deste tipo de movimento ser usual em problemas de roteirização, esta é a primeira aplicação ao problema com operações sincronizadas, devido à alta complexidade gerada pela interdependência entre as rotas.Offshore oil extraction depends on productive resources that must be moved and allocated to the platforms by special tug vessels, known as Anchor Handling Tug Supply (AHTS), often requiring the simultaneous operation of more than one vessel. If, on the one hand, AHTS chartering is expensive, on the other hand, the nonattendance of a required service can cause interruption in the activities of a platform, generating prohibitive economic loss. Thus, it is necessary to efficiently manage the tugboat fleet, by scheduling activities planned for short to medium terms. In this work, the Operational Research (OR) methodology is used to propose a mathematical optimization model, capable of designating the vessels that must perform each service required and creating routes, by defining not only the sequence of tasks performed by each tug, but also the start date of each activity, in order to minimize the total cost of the program. The problem addressed differs from classic routing problems with time windows, in that there are multiple modes to perform each task and some of these tasks require multiple, synchronized resources. As the formulated model generalizes a problem known to be NP-hard, the solution methods proposed in this work are based on meta-heuristics and their performance is tested on a set of instances, which are also proposed here. Among the contributions of this thesis to the OR, the following stand out: presentation of a mathematical model for a new routing problem, whose modeling strategy proved to be more efficient than traditional formulations; and development of a new movement that inserts a given task at intermediate positions of a set of routes, which is essential to the application of meta-heuristics to solve synchronized routing problems. Although this type of movement is usual in routing problems, this is the first application to a problem with synchronized operations, due to the high complexity generated by the interdependence between the routesBiblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMendes, André BergstenCavalcanti, Luísa Brandão2021-02-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-01062021-090708/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2021-06-01T15:34:02Zoai:teses.usp.br:tde-01062021-090708Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212021-06-01T15:34:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Roteirização de rebocadores para atendimento de plataformas offshore,  com operações sincronizadas e janelas de tempo.
Routing anchor handling tug supply vessels for executing services at offshore oil platforms, with synchronized operations and time windows.
title Roteirização de rebocadores para atendimento de plataformas offshore,  com operações sincronizadas e janelas de tempo.
spellingShingle Roteirização de rebocadores para atendimento de plataformas offshore,  com operações sincronizadas e janelas de tempo.
Cavalcanti, Luísa Brandão
Anchor handling tug supply vessels
Estruturas offshore
Heurística
Heuristics
Mathematical programming
Offshore structures
Programação matemática
Rebocadores
Roteirização
Routing
title_short Roteirização de rebocadores para atendimento de plataformas offshore,  com operações sincronizadas e janelas de tempo.
title_full Roteirização de rebocadores para atendimento de plataformas offshore,  com operações sincronizadas e janelas de tempo.
title_fullStr Roteirização de rebocadores para atendimento de plataformas offshore,  com operações sincronizadas e janelas de tempo.
title_full_unstemmed Roteirização de rebocadores para atendimento de plataformas offshore,  com operações sincronizadas e janelas de tempo.
title_sort Roteirização de rebocadores para atendimento de plataformas offshore,  com operações sincronizadas e janelas de tempo.
author Cavalcanti, Luísa Brandão
author_facet Cavalcanti, Luísa Brandão
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Mendes, André Bergsten
dc.contributor.author.fl_str_mv Cavalcanti, Luísa Brandão
dc.subject.por.fl_str_mv Anchor handling tug supply vessels
Estruturas offshore
Heurística
Heuristics
Mathematical programming
Offshore structures
Programação matemática
Rebocadores
Roteirização
Routing
topic Anchor handling tug supply vessels
Estruturas offshore
Heurística
Heuristics
Mathematical programming
Offshore structures
Programação matemática
Rebocadores
Roteirização
Routing
description A exploração de petróleo em alto mar depende de recursos produtivos que são movimentados e alocados às plataformas por rebocadores especiais, denominados Anchor Handling Tug Supply (AHTS), muitas vezes exigindo a atuação simultânea de mais de uma embarcação. Se por um lado o afretamento AHTS é caro, por outro o não-atendimento de um serviço requerido pode ocasionar interrupção nas atividades de uma plataforma, gerando prejuízo econômico. Assim, torna-se necessária a gestão eficiente da frota de rebocadores, com planejamento das atividades previstas para curto a médio prazo. Neste trabalho, a metodologia da Pesquisa Operacional (PO) é empregada na proposição de modelo matemático de otimização, capaz de designar as embarcações que devem realizar cada serviço demandado e criar rotas, definindo não só a sequência de tarefas executadas por cada rebocador como a data de início das atividades, com o objetivo de minimizar o custo total do programa. O problema abordado se diferencia de problemas clássicos de roteirização, por haver múltiplos modos de atendimento de cada tarefa, restrições de sincronização de operações e janelas de tempo. Sua formulação generaliza problema sabidamente NP-difícil, portanto os métodos de solução propostos baseiam-se em meta-heurísticas conhecidas, cujos desempenhos são testados em um conjunto de instâncias aqui propostas. Dentre as contribuições desta tese à PO, destacam-se: apresentação de modelo matemático para um novo problema de roteirização, cuja estratégia de modelagem se provou mais eficiente que formulações tradicionais; e desenvolvimento de novo movimento de inserção de tarefa em posições intermediárias de um conjunto de rotas, essencial à aplicação de meta-heurísticas para solução de problemas de roteirização com operações sincronizadas. Apesar deste tipo de movimento ser usual em problemas de roteirização, esta é a primeira aplicação ao problema com operações sincronizadas, devido à alta complexidade gerada pela interdependência entre as rotas.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-02-23
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-01062021-090708/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-01062021-090708/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815256578698248192