Uso da simulação para avaliar plano operacional de lavra definido pela técnica metaheurística Simulated Annealing.

Abstract

O objetivo fundamental do planejamento de curto prazo em uma mina a céu aberto é elaborar um cronograma de produção viável que atenda às restrições associadas aos processos de lavra e beneficiamento, com o intuito de maximizar os ganhos ou a quantidade total de minério produzido respeitando as restrições relacionadas à qualidade da mistura de minérios. Assim, uma parte fundamental desse plano envolve o tratamento da questão da mistura de minérios, que busca a determinação do ritmo de lavra em vários locais de trabalho com o objetivo de fornecer alimentação de minério adequada para as etapas subsequentes da produção mineral. No entanto, a resolução desse problema, quando feita sem a utilização de técnicas computacionais e conceitos de otimização, pode levar a um desempenho abaixo do ideal. Várias propostas têm sido apresentadas na literatura para resolver o Problema de Mistura de Minérios, incluindo programação linear e técnicas metaheurísticas. Essa última emprega conhecimentos de programação de computadores e otimização para resolver o Problema da Mistura de Minérios com alocação dinâmica de caminhões. Neste trabalho, foi utilizada a metaheurística Simulated Annealing a qual é inspirada em fenômenos metalúrgicos. O estudo foi dividido em duas partes: a primeira envolve a implementação da metaheurística Simulated Annealing para resolver um problema de otimização, enquanto, a segunda, envolve a avaliação da melhor solução gerada pela metaheurística através da execução de um modelo de simulação a eventos discretos. O código foi escrito na linguagem de programação Pascal e utiliza o Ambiente de Desenvolvimento Integrado Lazarus, enquanto o modelo de simulação foi construído e executado no software Arena com o intuito de avaliar a solução obtida pelo modelo de otimização (plano de lavra otimizado). O modelo de simulação leva em consideração as incertezas relacionadas ao desempenho dos equipamentos e aos tempos de ciclo da frota, pois considera a natureza estocástica das informações. Como resultado, a solução otimizada obtida através da metaheurística Simulated Annealing foi considerada viável (satisfatória), pois as hipóteses nulas relacionada à produção e à qualidade não foram rejeitadas (ao menos operacionalmente) e o cenário simulado apresentou pequenas divergências entre os valores otimizados e simulados para todas as medidas de desempenho do sistema (foi utilizado um intervalo de confiança de 95%). Por fim, este estudo contribui para melhorar o planejamento operacional de lavra de uma mina a céu aberto, buscando otimizar e avaliar/validar planos operacionais de lavra de curto prazo por meio do uso de ferramentas computacionais.