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Noções de Otimização
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CURSO DE FORMAÇÃO DE OPERADORES DE REFINARIA
NOÇÕES DE OTIMIZAÇÃO
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Noções de Otimização
Noções de Otimização
3
CURITIBA
2002
Equipe Petrobras
Petrobras / Abastecimento
UN´s: Repar, Regap, Replan, Refap, RPBC, Recap, SIX, Revap
NOÇÕES DE OTIMIZAÇÃO
LUIS CARLOS BOIZAN
MAURICIO TADEU RAZEIRA
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Noções de Otimização
624.17 Razeira, Mauricio Tadeu.
R278 Curso de formação de operadores de refinaria: noções de otimização /
Mauricio Tadeu Razeira, Luis Carlos Boizan. – Curitiba : PETROBRAS :
UnicenP, 2002.
12 p. : il. (algumas color.) ; 30 cm.
Financiado pelas UN: REPAR, REGAP, REPLAN, REFAP, RPBC,
RECAP, SIX, REVAP.
1. Otimização. 2. Produção. 3. PETROBRAS. I. Título.
Noções de Otimização
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Apresentação
É com grande prazer que a equipe da Petrobras recebe você.
Para continuarmos buscando excelência em resultados, dife-
renciação em serviços e competência tecnológica, precisamos de
você e de seu perfil empreendedor.
Este projeto foi realizado pela parceria estabelecida entre o
Centro Universitário Positivo (UnicenP) e a Petrobras, representada
pela UN-Repar, buscando a construção dos materiais pedagógicos
que auxiliarão os Cursos de Formação de Operadores de Refinaria.
Estes materiais – módulos didáticos, slides de apresentação, planos
de aula, gabaritos de atividades – procuram integrar os saberes téc-
nico-práticos dos operadores com as teorias; desta forma não po-
dem ser tomados como algo pronto e definitivo, mas sim, como um
processo contínuo e permanente de aprimoramento, caracterizado
pela flexibilidade exigida pelo porte e diversidade das unidades da
Petrobras.
Contamos, portanto, com a sua disposição para buscar outras
fontes, colocar questões aos instrutores e à turma, enfim, aprofundar
seu conhecimento, capacitando-se para sua nova profissão na
Petrobras.
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Cidade:
Estado:
Unidade:
Escreva uma frase para acompanhá-lo durante todo o módulo.
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Noções de Otimização
Sumário
1 OTIMIZAÇÃO ..................................................................................................................... 7
1.1 Introdução ...................................................................................................................... 7
1.2 O Problema do Carregamento do Avião ........................................................................ 7
1.3 Planejamento – O Plano de Produção da Petrobras .................................................... 8
1.4 Valores Marginais – Casos Práticos ............................................................................ 8
1.5 Scheduling – O Desbobramento do Plano de Produção ................................................ 9
1.6 A Otimização no Processo Produtivo – Definição de Give-Away ................................ 9
1.7 A hierarquia da Otimização ........................................................................................... 9
1.8 O Planejamento de Paradas das Unidades ................................................................. 9
Noções de Otimização
7
1Otimização
1.1 Introdução
Planejar as atividades operacionais é uma
necessidade fundamental para a boa operação
de uma refinaria. Porém otimizar esse plane-
jamento significa determinar a maneira mais
lucrativa que a refinaria deve operar, para isso,
é necessário conhecer todas as operações de
logística do Sistema de Abastecimento da Re-
finaria (matéria-prima, consumos de energia,
perfil de rendimento das unidades, entrega de
produtos, etc.) e utilizar algumas ferramentas
essenciais para atividade de Programação da
Produção (Programação Linear).
Nos tópicos a seguir, será apresentada uma
noção básica de como todo esse processo de
Otimização é realizado em uma refinaria.
1.2 O Problema do Carregamento do Avião
Para exemplificar melhor o processo de
otimização supõem-se que um avião sobre-
voando a Floresta Amazônica, devido a uma
pane na aeronave, necessita realizar um pouso
de emergência. No local surpreendentemente
há ouro e prata em abundância . Resolvida
a pane do avião é possível carregar ouro e
prata até volume limitado de 150 litros e
massa de 300 kg. De posse dos dados a seguir,
qual a melhor maneira de se carregar o avião
de modo a otimizar o valor de sua carga?
Dados:
– densidade do ouro: 3 kg/L
– densidade da prata: 1,5 kg/L
– preço do ouro: US$ 3,00 / litro
– preço da prata: US$ 2,00 / litro
– Vo = Volume de ouro
– Vp = Volume de prata
– Restrição de Volume:
Vo + Vp < 150 litros
– Restrição de Massa:
3Vo + 1,5 Vp < 300 kg
– Função Objetivo ($)
3Vo + 2Vp = Valor Máximo Possível
Observação: A melhor solução é aquela
em que a função objetivo tem o maior valor
possível, ou seja, neste exemplo, fixou-se o
valor de $ 600 para a função e nenhuma solu-
ção possível foi encontrada, porém à medida
que se reduz tal valor, a reta tangencia, pri-
meiramente, o ponto Vo = 50 e Vp = 100, que,
neste caso, é a melhor solução possível para
se carregar o avião.
Exemplo de modelo linear simples:
Nafta
Querosene
Ocomb
Residuo
Custo Processamento
(US$/bbl)
Dados:
Rend. Cru-1
(% volume)
Rend. Cru-2
(% volume)
Produção
Máxima (bbl/d)
80
5
10
5
0,50
44
10
36
10
1,00
24 000
2 000
6 000
Função objetivo a ser maximizada: lucro
Lucro = Vendas – Custo de Processamento –
Custo de Matéria-Prima
Restrições (Mercados dos Derivados):
– Produção de Nafta £ 2 4000 m3
– Produção de Querosene £ 2 000 m3
– Produção de Óleo Comb. £ m3
Cru-1 (24 US$/bbl)
Cru-2 (15 US$/bbl)
REFINARIA
Nafta (36 US$/bbl)
Querosene (24 US$/bbl)
OComb (21 US$/bbl)
Resíduo (10 US$/bbl)
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Noções de Otimização
1.3 Planejamento – O Plano de Produção
da Petrobras
O Plano de Produção de refinarias da Pe-
trobras é efetuado em geral utilizando-se um
Modelo de Programação Linear (chamado
PIMS) bastante complexo, como no caso da
Repar, composto por uma matriz de 420 linhas
e 710 colunas.
A matriz é composta por várias tabelas,
que definem:
– os rendimentos e propriedades dos cor-
tes de petróleos;
– os tipos de campanha possíveis;
– a capacidade das Unidades de Proces-
so e dos Sistemas;
– a possibilidade de misturas de correntes;
– a formulação de determinados produtos;
– a oferta de petróleos e derivados que
podem ser comprados;
– os mercados de produtos e seus respec-
tivos preços;
– as especificações dos produtos;
– as capacidades de armazenamento de
cada produto;
– o consumo das Unidades ( energia , pro-
dutos químicos , etc.).
O modelo é atualizado mensalmente e,
efetua-se, então, uma corrida, a fim de achar a
solução mais lucrativa para a Refinaria. Mui-
tas vezes, devido a muitas restrições impos-
tas, o programa não consegue convergir para
uma solução ótima, então é necessário procu-
rar a restrição que está impedindo a se chegar
a uma solução e, se possível, flexibilizar esta
restrição.
Achada a solução ótima, a rodada define
qual a maneira mais lucrativa de se operar a
Refinaria:
– os petróleos que devem ser comprados;
– as cargas que devem operar as Unidades;
– os tipos de campanhas e os petróleos
utilizados em cada uma delas;
– a composição dos blends (misturas) que
constituirão os produtos;
– o valor marginal dos produtos;
– as especificações dos produtos (ver
item 1.6 – give-away);
– a atratividade dos mercados;
– a atratividade dos petróleos;
– a atratividade das Unidades de Proces-
so; etc.
Enfim, o PIMS, além de definir a solução
mais lucrativa para a Refinaria, gera um rela-
tório detalhado com dados econômicos sobre
as várias operações da Refinaria, que poderão
ajudar na tomada de decisões do dia-a-dia e
a realizar pequenos investimentos (modifica-
ções, desengargalamentos e melhorias opera-
cionais, etc.).
1.4 Valores Marginais

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