Modelo integrado reativo a perturbações em tempo real da programação da produção e controle avançado para um CSTR
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Universidade Federal de São Carlos
UFSCar
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção - PPGEP
Campus São Carlos
UFSCar
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção - PPGEP
Campus São Carlos
DOI
Abstract
Description
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.
Não recebi financiamento
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 financiamento
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.
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