PROFICAM - Mestrado (Dissertações)
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Item Controle de nível de interface e da concentração de sólidos na descarga de espessadores utilizando sistema especialista.(2024) Ugarte, Jarbas Ivon; Braga, Marcio Feliciano; Braga, Marcio Feliciano; Monteiro, Paulo Marcos de Barros; Santos, Luciano Antonio FrezzatoO tratamento de minérios realizado no Brasil é predominantemente a úmido. No entanto, com a crescente escassez de água e as mudanças de paradigmas devido aos problemas oriundos das barragens, torna-se cada vez mais imperativa a melhora nos processos de desaguamento do produto e do rejeito que são, principalmente, realizados por um equipamento chamado espessador. O controle das variáveis de processo desse equipamento torna-se fundamental para aumentar sua eficiência. Visto que o processo possui características de difícil controle, existe uma grande deficiência de bons sistemas aplicados a ele. Este trabalho visa cobrir essa lacuna empregando um conjunto de técnicas de controle, bem conhecidas e estabelecidas na literatura, o controle preditivo por modelo (MPC, do inglês Model Predictive Control) adaptativo, o Controle por Lógica Difusa (FLC, do inglês Fuzzy Logic Control) e a técnica de controle avançado chamada Sistemas de Controle Especialistas (ESC, do inglês Expert Systems Control). Mostra-se que, utilizando essas técnicas, é possível obter resultados positivos na melhora do funcionamento dos espessadores, podendo assim, reduzir o consumo de água na produção mineral com o aumento do reaproveitamento das águas de processos.Item Método para detecção da redução da intensidade do campo magnético em separadores de alta intensidade a úmido por meio da corrente elétrica das bobinas(2024) Ventura, Ricardo Braga; Euzebio, Thiago Antonio Melo; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Euzebio, Thiago Antonio Melo; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Beneteli, Tatianna Aparecida Pereira; Lima, Rafael Bezerra Correia; Silva, Moisés Tavares daA concentração ou separação magnética é uma técnica de processo amplamente utilizada na indústria de beneficiamento mineral, cujo o objetivo, é fazer a recuperação metalúrgica do Ferro (Fe) por meio da força de magnetização induzida. O campo magnético é a principal variável para o controle e desempenho operacional de um separador magnético. Em aplicações de separação magnética de alta intensidade, o campo magnético pode chegar a valores de até 15.000 Gauss (Gs), dependendo da configuração do separador. Nesse tipo de equipamento, o valor da intensidade do campo magnético não é medido diretamente por meio de instrumentos, ele é obtido pela inferência da corrente elétrica total circulante em suas bobinas geradoras de campo. Essa técnica de medição empregada se deve a carência de instrumentos precisos e robustos, com elevada confiabilidade para as severas condições de ambiente e operação desses equipamentos na indústria de mineração. Entretanto, essa forma de medição pode ser imprecisa, devido às variações de impedâncias das bobinas no decorrer do tempo. Esse fato dificulta a detecção de variações do campo magnético e reduz a eficiência operacional do separador por tempo indeterminado. Esse trabalho propõe um método para detecção da redução da intensidade de campo magnético em separadores magnéticos de alta intensidade a úmido, por meio da análise da distribuição da corrente elétrica no circuito.Item Desenvolvimento de um sensor capacitivo para monitoramento da umidade do minério de ferro em protótipo de vagão de trem em escala reduzida.(2020) Santos, Gabriel Almeida; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Monteiro, Paulo Marcos de Barros; Mesquita, Andre Luiz Amarante; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Monteiro, Paulo Marcos de Barros; Mesquita, Andre Luiz Amarante; Silva, Sávio Augusto Lopes da; Almeida, Silvia Grasiella MoreiraUmidades elevadas em minério de ferro podem causar instabilidade e até interrupção do carregamento em um navio, enquanto baixas umidades estão relacionadas à emissão de poeira durante transporte ferroviário. Este é um problema econômico e ambiental devido à perda de massa e emissão de particulados nas ferrovias. Neste trabalho, tem-se como objetivo desenvolver um sensor de umidade de minério de ferro, aplicado a um protótipo de vagão de trem em escala reduzida, para realizar a medição da umidade em tempo real e auxiliar o estudo de emissão de particulados. O sensor proposto utiliza um método capacitivo baseado na medição da constante dielétrica. A calibração do sensor foi realizada com amostras de minério de ferro com umidades entre 0% e 13%. Ensaios realizados em um túnel de vento, com simulação de 300 km de ferrovia, obtiveram um erro máximo de umidade de 0,18% e secagem de 1,13%.Item Computação vestível aplicada aos trabalhos em espaços confinados : uma investigação de tecnologias para monitoramento de riscos atmosféricos na indústria.(2022) Silva, Taynan Roger; Silva, Saul Emanuel Delabrida; Coelho, Bruno Nazário; Silva, Saul Emanuel Delabrida; Coelho, Bruno Nazário; Baroni, Bruno Randazzo; Silva, Jorge Miguel SáAcidentes de trabalho em espaços confinados sempre foram uma realidade na indústria. Embora os dados globais sejam incompletos, a Organização Internacional do Trabalho (OIT) e a U.S. Occupational Safety and Health (OSHA) estimam que acidentes em ambientes confinados causam cerca de 200 vítimas por ano. Atualmente, sistemas robóticos têm sido largamente adotados para evitar a entrada de trabalhadores nesses locais. No entanto, essas soluções nem sempre cobrem todos os cenários, exigindo ainda que humanos realizem tarefas em espaços confinados. Nesse sentido, soluções de realidade virtual e realidade aumentada para auxílio humano em ambientes confinados ganham cada vez mais destaque. Assim, sob essa perspectiva, este trabalho investiga o uso da computação vestível nesses locais através de um mapeamento sistemático de técnicas e ferramentas aplicáveis ao monitoramento de riscos atmosféricos na indústria. A partir disso, apresenta-se uma prova de conceito com equipamentos de realidade aumentada para exibir de forma mais intuitiva os riscos atmosféricos existentes para o trabalhador confinado. Com a solução desenvolvida, conclui-se que ela se apresenta como uma alternativa técnica e funcional para substituição de detectores multigás portáteis, de modo que a gestão de riscos nesses recintos melhore a eficiência e a segurança do trabalhador.Item Solucionando instabilidades nos processos de peneiramento e britagem na indústria da mineração por meio de estratégia de controle override.(2023) Albuquerque, Kaike Silva; Euzebio, Thiago Antonio Melo; Euzebio, Thiago Antonio Melo; Beneteli, Tatianna Aparecida Pereira; Souza, Ernandes Sávio de; Battistel, Andrei Giordano de Holanda; Silva, Moisés Tavares daO processamento de minério de ferro à umidade natural representa um desafio substan- cial na indústria de mineração. Melhorar a produtividade dos circuitos, otimizar o desempenho e prolongar a vida útil dos equipamentos são prioridades cruciais. Nesse contexto, a disciplina de otimização e controle desempenha um papel vital na automatização dos processos, com o propósito de maximizar a eficiência e promover a sustentabilidade das operações de mineração. O desafio consiste em integrar de forma inovadora e eficaz as disciplinas de automação com o tratamento de minério, a fim de mitigar as instabilidades no processo. Essas instabilidades resultam em frequentes intemipções no processo de curta duração, porém numerosas, transfor- mando, em diversos momentos, um processo contínuo em batelada. Essas breves interrupções impactam negativamente a eficiência das operações. Assim, este trabalho apresenta soluções desenvolvidas em estratégia de controle override em duas operações unitárias distintas: penei- ramento e britagem. As melhorias implementadas na etapa de peneiramento, são baseadas em uma análise de correlação identificada entre a corrente de acionamento da peneira e as carac- terísticas do minério que resultou em redução de 67% das paradas por sobrecargas e 71% das paradas por intertravamentos de processo. Também será apresentada uma nova estratégia de controle realizada para etapa de britagem que reduziu em 839c as microparadas operacionais através de um controleItem Mapeamento automatizado de gases com robôs.(2023) Sathler, Mauricio Souza; Pessin, Gustavo; Saboia, Maíra; Pessin, Gustavo; Freitas, Gustavo Medeiros; Perez Imaz, Héctor Ignacio AzpúruaAs operações de inspeção são fundamentais para assegurar a segurança operacional na industria de mineração. Quando realizados em ambientes confinados, esses processos exigem atenção devido aos vários riscos envolvidos, incluindo a presença de gases nocivos e a falta de oxigenio. A presente dissertação compara diferentes modelos de entrada e arquiteturas de redes para o Deep Q Learning (DQN), uma tecnica de aprendizado profundo por reforço. Isso inclui camadas totalmente conectadas, camadas convolucionais e convoluções consolidadas na literatura. O objetivo da dissertação e realizar o rastreamento de dióxido de carbono, configurando diferentes plumas em varios ambientes simulados, utilizando robôs môveis. Além das configurações necessarias para a simulação de uma pluma de gás, a dissertação detalha as configurações, parametros e arquitetura da rede de aprendizado profundo utilizada. Os resultados obtidos em ambientes simulados representativos demonstram a viabilidade da tecnica proposta, abrindo caminho para futuras aplicações com robõs reais.Item Planejamento de caminhos e exploração para robôs móveis com base na intensidade do sinal de rádio.(2023) Cid, André Luiz Maciel; Freitas, Gustavo Medeiros; Perez Imaz, Héctor Ignacio Azpúrua; Pessin, Gustavo; Freitas, Gustavo Medeiros; Pessin, Gustavo; Silva, Pedro Henrique Gomes da; Pimenta, Luciano Cunha de AraújoA comunicação é uma das áreas mais críticas em operações de robôs. Manter uma conexão constante entre robô e base é essencial para que as operações funcionem como esperado, reduzindo o risco de acidentes e a necessidade de resgatar o robô. Para sistemas de comunicação sem fio, o risco de perda de comunicação é ainda maior. Assim, a proposta desta dissertação consiste em um sistema de navegação que permita que um robô móvel navegue em um ambiente maximizando a potência do sinal de rádio sem os dados do sinal previamente disponíveis. Para isso, é desenvolvido um planejador que gere caminhos que maximizem a potência total do sinal de rádio entre dois pontos de um mapa de ocupação. O cálculo do caminho ótimo é realizado com o algoritmo bidirecional de Dijkstra em um grafo construído usando as informações do mapa da potência do sinal de rádio, gerado por meio da interpolação e estimação dos sinais de rádio medidos pelo robô. Simulações e experimentos com o EspeleoRobô são realizados a fim de verificar a eficácia do mapeamento do sinal de rádio, planejamento de caminhos e do sistema de navegação. Os resultados desses testes demonstram a eficiência do sistema de navegação para desviar de áreas com baixa potência do sinal de rádio e, consequentemente, melhorar a comunicação. Durante os experimentos o planejador de caminhos possibilitou um aumento de no mínimo 22% da média da potência do sinal de rádio em todos os caminhos.Item Inspeção robótica de tubulações : dispositivo de baixo custo e sistema de navegação.(2023) Thiago Filho, Alexandre Magno de S.; Freitas, Gustavo Medeiros; Perez Imaz, Héctor Ignacio Azpúrua; Freitas, Gustavo Medeiros; Pessin, Gustavo; Becker, Marcelo; Medeiros, Vivian SuzanoA inspeção de tubulações de pequenos diâmetros é uma atividade comum na indústria e desempenha um papel fundamental na garantia do fluxo eficiente de materiais. Problemas como obstruções, rachaduras e descontinuidades podem prejudicar a capacidade de transporte, tornando necessário realizar inspeções regulares em sistemas industriais. O Instituto Tecnológico Vale (ITV) propõe uma plataforma robótica para a inspeção de tubulações com um diâmetro a partir de 14 polegadas. Este dispositivo é fabricado principalmente com materiais de baixo custo, incluindo peças de polímero produzidas por meio de impressão 3D. A locomoção do robô é garantida por esteiras ajustáveis, capazes de se adaptar a diferentes condições de tubulação. O robô utiliza câmeras e diversos sensores para identificar possíveis anomalias. O software do robô é desenvolvido com base no ROS, tornando mais fácil a incorporação de funcionalidades autônomas. Esta dissertação fornece detalhes sobre a criação da plataforma robótica e apresenta resultados que abordam o projeto mecânico, eletrônico e o software incorporado no robô. Além disso, o documento descreve a implementação de um sistema de navegação autônomo que utiliza máquinas de estados e controle com base em campos vetoriais artificiais, projetados para seguir paredes e navegar no centro de corredores. Por fim, simulações e experimentos de campo realizados com o dispositivo robótico demonstram um grande potencial de uso para a realização de inspeções.Item Avaliação de métodos experimentais para determinação de perda de carga causada por incrustações em condutos forçados.(2023) Baker, Jonathas Braga; Magalhães, Paulo Henrique Vieira; Castro, Ana Leticia Pilz de; Teles, Vinícius Carvalho; Magalhães, Paulo Henrique Vieira; Castro, Ana Leticia Pilz de; Teles, Vinícius Carvalho; Monteiro, Paulo Marcos de Barros; Viana, Edna Maria de FariaO texto apresenta quatro abordagens distintas para análise do fenômeno da perda de carga re- sultante da bioincrustação. Um método é executado em uma bancada física, outro emprega a plataforma Ansys CFX®, outro, o Ansys Discovery®, e a equação de Darcy-Weisbach é apre- sentada como controle. No decorrer do estudo, foram realizados ensaios com três configura- ções: dois arranjos de bioincrustações artificiais, com Índice de Bioincrustação idêntico, e um livre de incrustações, utilizado como controle. Os experimentos buscam obter a perda de carga nos dutos para diferentes fluxos de entrada. Ao comparar os resultados, foi observado que o arranjo da bioincrustação artificial impacta de maneira significativa a perda de carga. Também se constatou que o pacote de simulação Ansys Discovery® oferece resultados satisfatórios, de- monstrando precisão comparável ao Ansys CFX®, porém com um custo computacional inferior. A equação de Darcy-Weisbach demonstrou resultados concordantes com os outros três méto- dos. Este trabalho contribui para o entendimento da perda de carga causada por bioincrustação e destaca a eficiência de diferentes abordagens na análise do fenômeno.Item Sistema híbrido com agregação de análise de sentimentos e séries temporais nebulosas para previsão de preços de minério de ferro.(2023) Souza, Flavio Mauricio da Cunha; Pessin, Gustavo; Rocha Filho, Geraldo Pereira; Guimarães, Frederico Gadelha; Pessin, Gustavo; Rocha Filho, Geraldo Pereira; Guimarães, Frederico Gadelha; Bianchi, Andrea Gomes Campos; Valejo, Alan Demétrius BariaO preço global do minério de ferro é determinado por um número elevado de parâmetros efetivos e uma relação complexa entre eles. A soma das expectativas dos participantes deste mercado como um todo, ao longo do tempo, definem variações e tendências numa série temporal de preços. Desenvolver um modelo de previsão confiável para a volatilidade do preço do minério de ferro e, por consequência, demais ativos ligados à esta commodity, que analise o mercado de forma ampla, não é uma tarefa trivial e é fundamental na definição de investimentos futuros e decisões para projetos de mineração em empresas relacionadas. Este trabalho avalia um sistema preditivo híbrido, que utiliza um índice obtido a partir da agregação de sentimentos extraídos de resumos de notícias relacionadas ao minério de ferro, baseado em conjuntos nebulosos hesitantes, e o número de notícias como variáveis exógenas para um modelo multivariado Weighted Multivariate Fuzzy Time Series (WMVFTS). Neste contexto, a aplicação do índice de Agregação de Análise de Sentimentos com Conjuntos Nebulosos Hesitantes para Previsão de Preços de Minério de Ferro combina métodos de aprendizado de máquina que abrangem tanto análises técnicas quanto fundamentais, obtendo resultados significativos para suporte à decisão especializada em ativos de minério de ferro. Os resultados indicam a viabilidade de utilização das variáveis propostas em um conjunto de variáveis exógenas do WMVFTS com precisão superior a 80% na previsão de tendências e oscilações da variável de referência.Item Sensores virtuais baseados em aprendizado de máquina para estimativa de valores de sensores em instrumentação básica de barragens de rejeito.(2023) Monteiro, Bruno Oliveira; Pessin, Gustavo; Guimarães, Frederico Gadelha; Pessin, Gustavo; Guimarães, Frederico Gadelha; Girao Sotomayor, Juan Manuel; Ranieri, Caetano MazzoniA aplicação de sensores virtuais na estimativa de dados de instrumentação básica em barragens de rejeito de minério é uma inovação no cenário da mineração atual. Essa abordagem utiliza modelos computacionais avançados para aprimorar o monitoramento dessas estruturas, melhorando a segurança e a eficiência operacional, ao mesmo tempo em que reduz custos. Em um momento em que a gestão responsável dos rejeitos de mineração é vital, os sensores virtuais desempenham um papel fundamental na mitigação de riscos ambientais e na proteção das comunidades próximas às barragens. Dentro do setor de Mineração, o monitoramento de barragens de rejeito tem ganhando bastante notoriedade devido aos últimos incidentes de rompimento ocorridos no Brasil. Nesse aspecto esse trabalho propõe implementar e avaliar métodos de aprendizado de máquina para estimativa de valores para sensores de instrumentação básica utilizados no controle e monitoramento de barragens de mineração.Item Desenvolvimento de uma solução embarcada para identificação de falhas em sistemas UPS (Uninterruptible Power Supply) por meio de aprendizado de máquina.(2023) Andrade, Patrick Rafael Portes; Pessin, Gustavo; Pessin, Gustavo; Coelho, Bruno Nazário; Rocha Filho, Geraldo PereiraSistemas que utilizam algoritmos de Machine Learning (ML) para classificação e predição de informações são cada vez mais comuns na indústria. Relatórios que unem inteligência analítica e big data são capazes de prover insights preciosos sobre comportamentos de clientes, tendências de mercado e oportunidades de negócio, contudo, o uso de IA embarcado no chão de fábrica ainda é reduzido. Com avanço do poder de processamento de microcontroladores e utilização de técnicas de otimização de algoritmos de ML, surgiram algumas bibliotecas dedicadas para embarcar modelos de ML em placas microcontroladas de baixo custo. O sistema UPS é de extrema importância para o Sistema Elétrico de Potência (SEP), uma vez que é o responsável por garantir monitoramento e comando no caso da falta de tensão primária. O retificador trifásico é a parte mais sensível do sistema UPS e é o mais susceptível a falhas. Os retificadores atuais possuem um sistema de alarmes para indicar falhas, todavia esses alarmes, na maioria das vezes, vêm de forma tardia, quando o equipamento parou de funcionar. Esse trabalho propõe o desenvolvimento de uma solução embarcada utilizando a placa Arduino Nano 33 BLE Sense e algoritmos de ML para identificação de falhas em sistemas UPS através do processamento do som emitido por esses equipamentos. Foram obtidos resultados com acurácia de 99,74% para identificação de retificadores com defeito.Item Medição da massa de minérios sobre transportadores de correias utilizando sensores LiDAR.(2023) Macedo, Anderson Silva; Santana, Adrielle de Carvalho; Santana, Adrielle de Carvalho; Reis, Agnaldo José da Rocha; Almeida, Silvia Grasiella MoreiraO minério produzido pelas usinas de beneficiamento é depositado nos pátios de produtos em pilhas organizadas de acordo com sua especificação de qualidade, e posteriormente são enviados através de um circuito formado por máquinas de pátio, esteiras transportadoras e silo de carregamento. Após enchimento dos vagões o minério é transportado via linha férrea. O estoque é contabilizado pelo volume de produção presentes nas pilhas, que podem ser calculadas por levantamento topográfico dos estoques ou pela totalização da massa feita pelas balanças nas correias transportadoras presentes no circuito na etapa anterior ao empilhamento do minério. Depois de preencher o silo, os vagões são carregados e então a massa de cada vagão é medida usando balanças ferroviárias. Nesse processo de contabilidade, podem ocorrer discrepâncias entre as medidas das balanças de correia e das balanças ferroviárias, fazendo com que se tenha uma quebra contábil. Além disso, balanças de correia e ferroviárias não podem ser instaladas em qualquer lugar ao longo do caminho devido a restrições físicas. Ter uma opção de medição sem contato, que apresenta flexibilidade quanto ao ponto de instalação e sem desgastes mecânicos de peças que precisam de constantes ajustes e recalibrações, causando paradas de processo, pode ser uma opção para melhorar a precisão de medições no circuito de carga. Assim, este trabalho propõe a utilização de um sensor LiDAR, que, por meio de um laser pulsado, permite medir e obter a distância real que objetos estão uns dos outros e, assim, realizar cálculos de área. Com a instalação destes sensores nos transportadores de correia que alimentam a entrada dos silos de carga, é possível integrar, no tempo, a área do minério que está passando e obter seu volume. Com base nessas informações e na densidade do minério, foi possível calcular a massa de minério na correia e comparar com as medições feitas pelas balanças integradoras de massa atualmente nas correias. Testes estatísticos realizados com medições de campo demonstraram a semelhança entre as medições do sistema com o sensor LiDAR e as balanças existentes, com nível de significância de 5%. Assim, a totalização em tempo real da massa de minério em correias transportadoras via LiDAR provou ser uma alternativa e complemento viável para uso em plantas de processamento de minério e tem potencial para ser expandido para outros setores industriais, desde que a densidade do produto seja conhecida.Item Um modelo de programação linear inteira mista para o roteamento de caminhões prancha em minas a céu aberto.(2023) Rezende, Diego Dinarte Xavier Parreiras de; Cota, Luciano Perdigão; Beneteli, Tatianna Aparecida Pereira; Cota, Luciano Perdigão; Beneteli, Tatianna Aparecida Pereira; Pessin, Gustavo; Guimarães, Frederico GadelhaAs minas de ferro a céu aberto geralmente ocupam uma vasta área geográfica. O avanço das atividades em diversas cavas e diferentes frentes de lavra torna necessário o transporte de alguns equipamentos de mineração por longas distâncias dentro da mina. Devido às restrições de transporte em longas distâncias, caminhões prancha são usados para transportá-los. Garantir a disponibilidade dos equipamentos de mineração nos locais necessários e na janela de tempo é fundamental para a eficiência do setor de mineração. Para isso, é necessário realizar o roteamento de caminhões prancha para coleta e entrega de equipamentos de mineração, o que pode ser classificado como um problema de roteamento de veículos com coleta e entrega simultânea e janela de tempo. Para resolvê-lo, propomos uma formulação de programação linear inteira mista que gera rotas balanceadas, respeitando os aspectos sociais na carga de trabalho dos motoristas. Utilizamos um estudo de caso do complexo minerador de Carajás, no Brasil, para avaliar a formulação. Nos experimentos computacionais, o modelo matemático proposto conseguiu encontrar boas soluções para todos os cenários, validando a aplicabilidade do modelo como ferramenta de apoio à decisão. Este estudo pode ser estendido para outros problemas com caminhões prancha.Item Roteamento de comboios de combustível para abastecimento de equipamentos de mina.(2023) Souza, Renan Portela de; Cota, Luciano Perdigão; Cota, Luciano Perdigão; Pessin, Gustavo; Guimarães, Frederico GadelhaEm complexos mineradores de grande porte, os equipamentos em operação estado dispostos em uma extensa região geográfica e alguns destes equipamentos possuem restrições de locomoção, como escavadeiras, tratores e perfuratrizes. Por conta destas limitações, estes equipamentos necessitam de abastecimento nos seus locais de operação, por meio de caminhões tanque com infraestrutura de abastecimento, chamados comboios de combustível. Neste estudo, é tratado o problema de roteamento destes comboios de combustível com o objetivo de minimizar a maior rota. Para resolvê-lo em instâncias de pequeno porte, foi proposta uma formulação de programação linear inteira mista. Para tratar instâncias de grande porte foi proposto um algoritmo meta-heurístico baseado no Iterated Local Search, que utiliza um algoritmo, chamado TPA, para a alocação e posicionamento de viagens. O algoritmo meta-heurístico foi validado através de um estudo de caso real do Complexo de Carajás, coletado em maio de 2023, com 61 equipamentos de mina a serem abastecidos e 8 comboios de combustível. O algoritmo metaheurístico encontrou uma boa solução rapidamente, mostrando-se uma ferramenta valiosa para apoio na tomada de decisão.Item Planejamento de ordens de manutenção preventiva por meio de simheurística.(2023) Coelho, Diego Gomes; Souza, Marcone Jamilson Freitas; Cota, Luciano Perdigão; Souza, Marcone Jamilson Freitas; Cota, Luciano Perdigão; Martins, Simone de Lima; Fonseca, George Henrique Godim daEste trabalho aborda o problema de alocação de tarefas de manutenção preventiva em um planejamento de 52 semanas. Dado um conjunto de tarefas de manutenção a serem realizadas em um conjunto de máquinas, um conjunto de equipes e um horizonte de planejamento, o problema consiste em designar cada tarefa a uma equipe em um determinado instante do horizonte de planejamento visando a minimizar o numero de equipes necessárias e maximizar o número de tarefas não executadas. Para tratá-lo, inicialmente foi desenvolvido um algoritmo construtivo capaz de testar automaticamente 384 regras de construção e retornar a melhor regra para cada instância. Comparado com a literatura, esse algoritmo construtivo gerou soluções de boa qualidade em tempo computacional muito menor que os algoritmos meta-heurísticos existentes. Foi desenvolvido também o algoritmo meta-heurístico Iterated Local Search (ILS) para aprimorar as soluções geradas pelo método construtivo. O algoritmo ILS atingiu o melhor resultado em 97% das instancias avaliadas. No entanto, tanto o método ILS quanto os demais métodos da literatura para o problema são determinísticos e não levam em consideração as incertezas que podem ocorrer durante a execução de uma tarefa, o que pode resultar em um planejamento insuficiente com um tempo de execução total mais longo do que o previsto. Para contornar essa situação, foi proposto um algoritmo simheurístico, nomeado SIM-ILS. Embora ele apresente um custo levemente superior ao método ILS determinístico, o SIM-ILS e capaz de captar as incertezas da operação de manutenção, tornando suas soluções mais aderentes ao ambiente industrial.Item Lidar e IA na avaliação de características de granulados.(2022) Matos, Saulo Neves; Euzebio, Thiago Antonio Melo; Euzebio, Thiago Antonio Melo; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Lima, Rafael Bezerra Correia; Tavares, Luís Marcelo Marques; Silva, Cristiano Lopes daEm grande parte da operação de usina, o minério processado está na forma de granulados sob correia transportadora. Coletar informações acerca do minério transportado pelas correias trans- portadoras e de interesse da indústria mineral, já que essa ação e essencial para alimentar sis- ́ temas de automação, os quais são capazes de reduzir custos e melhorar a produtividade dos negócios. Neste trabalho é apresentada uma proposta de avaliar características de materiais granulados como grau de fragmentação, massa, tipo de material e a condição do material, em relação a sua umidade. Para isso, sugere-se o uso de laser scanner bidimensional para varredura da superfície do material e uma unidade de tratamento de sinais para aquisitar os dados e efetuar os cálculos necessários para avaliar características de granulados. Foram realizados testes em laboratório para avaliar as características de materiais granulados, em que o sistema foi capaz de avaliar o grau de fragmentação de agregados de construção civil com uma taxa de acerto em torno de 98%. Além disso, foi medida a massa de areia despejada em um recipiente, de maneira que foi obtido um erro porcentual de aproximadamente 12%. Por fim, foram realizados testes, em que o sistema de instrumentação foi capaz de distinguir granulados de diferentes cores e avaliar a condição de um solo, de modo a detectar materiais de alta umidade.Item Digitalização 3D aplicada à análise de rugosidade de superfície devido à bioincrustações em cascos de navio.(2020) Lisboa, Danilo Duarte; Magalhães, Paulo Henrique Vieira; Castro, Ana Leticia Pilz de; Magalhães, Paulo Henrique Vieira; Castro, Ana Leticia Pilz de; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Viana, Edna Maria de FariaEstudos comprovam que as bioincrustações em casco de navio alteram sua hidrodinâmica, au- mentando a força de arrasto. Estima-se que as perdas podem gerar um aumento de até 20% no consumo de combustível. Conforme a intensidade incrustante aumenta, limpezas periódicas devem ser executadas. Entretanto, ainda não há um padrão para determinar o nível ou índice de bioincrustação. Neste trabalho é apresentado um estudo de viabilidade da fotogrametria para inspeção das condições de bioincrustação em navios. Por meio de fotografias, são obtidos mo- delos digitais tridimensionais de superfícies amostrais incrustadas. A partir desses modelos, é realizado um estudo de parâmetros de rugosidade e então elaborado o Índice de Bioincrusta- ção (IB), que representa a intensidade de organismos incrustantes em uma área determinada do casco. É apresentado o tratamento das superfícies obtidas para impressão 3D, gerando amostras impressas em polímero que podem ser utilizadas no lugar de amostras reais em testes de fluido- dinâmica. Também é proposto uma plataforma de simulação em realidade virtual, que auxilia a inspeção realizada por veículo aéreo não tripulado (VANT), determinando o sensoriamento e métodos de aquisição de IB.Item Estimativa do tamanho de partículas de minério de ferro através de redes neurais convolucionais.(2023) Cardoso, Flavio Wellb; Bianchi, Andrea Gomes Campos; Oliveira, Ricardo Augusto Rabelo; Bianchi, Andrea Gomes Campos; Oliveira, Ricardo Augusto Rabelo; Pessin, Gustavo; Veras, Rodrigo de Melo SouzaNo processamento do minério de ferro a medição e o controle granulométrico têm relevante importância na redução da variabilidade do processo produtivo e na otimização da eficiência energética. Quando aplicáveis, técnicas de visão computacional apresentam- se como uma valiosa alternativa para a estimativa granulométrica em virtude de características como ausência de interferência no processo, baixo custo e alta velocidade de resposta. Este estudo demonstra a aplicabilidade das redes neurais convolucionais profundas na estimativa do tamanho das partículas através da análise de imagens digitais. O algoritmo Mask R-CNN foi escolhido e implementado para esta tarefa em virtude de sua alta precisão na segmentação de instâncias, bem como os resultados apresentados em trabalhos similares. Os experimentos realizados demonstram a viabilidade do método, mas também ressaltam cenários onde a detecção, segmentação e classificação ainda são desafiadores na análise granulométrica por imagem. Os resultados obtidos indicam que é possível atingir precisões acima de 90% na detecção de fragmentos não sobrepostos, alcançando coeficientes de correlação de até 0,98 na estimativa da distribuição do tamanho das partículas nas amostras avaliadas.Item Estimativa do tamanho de parte de minério de ferro através de redes neurais convolucionais.(2023) Cardoso, Flavio Wellb; Bianchi, Andrea Gomes Campos; Oliveira, Ricardo Augusto Rabelo; Bianchi, Andrea Gomes Campos; Oliveira, Ricardo Augusto Rabelo; Pessin, Gustavo; Veras, Rodrigo de Melo SouzaNo processamento do minério de ferro a medição e o controle granulométrico têm relevante importância na redução da variabilidade do processo produtivo e na otimização da eficiência energética. Quando aplicáveis, técnicas de visão computacional apresentam- se como uma valiosa alternativa para a estimativa granulométrica em virtude de características como ausência de interferência no processo, baixo custo e alta velocidade de resposta. Este estudo demonstra a aplicabilidade das redes neurais convolucionais profundas na estimativa do tamanho das partículas através da análise de imagens digitais. O algoritmo Mask R-CNN foi escolhido e implementado para esta tarefa em virtude de sua alta precisão na segmentação de instâncias, bem como os resultados apresentados em trabalhos similares. Os experimentos realizados demonstram a viabilidade do método, mas também ressaltam cenários onde a detecção, segmentação e classificação ainda são desafiadores na análise granulométrica por imagem. Os resultados obtidos indicam que é possível atingir precisões acima de 90% na detecção de fragmentos não sobrepostos, al- cançando coeficientes de correlação de até 0,98 na estimativa da distribuição do tamanho das partículas nas amostras avaliadas.