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Orientadores: Maria Teresa Moreira Rodrigues, Luis Gimeno Latre Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: O problema abordado é o de programação de produção {scheduling) em plantas operando em batelada.Considera-se problemas de curto prazo (short-term) com restrições fortes sobre a capacidade de produção da planta e de armazenagem de produtos intermediários, situação que ocorre na indústria de processos com freqüência. A abordagem proposta visa a utilização da informação sobre gargalos de capacidade dos equipamentos como forma de orientar o procedimento de busca pela solução, através da sucessiva redução do espaço de busca. Para esse fim, foram implementadas as principais técnicas de propagação de restrições sobre recursos unitários existentes na literatura, e é proposta uma estratégia de propagação de restrições baseada nas restrições de armazenagem de produtos intermediários. Também foram propostas estratégias de identificação e avaliação das restrições do problema, de modo melhor a orientar o procedimento de busca pela solução. A abordagem proposta identifica as restrições e avalia quais são mais duras, ou seja, mais propensas a serem violadas, e toma decisões sobre as varáveis envolvidas nessas restrições que permitam resolver o problema de programação de produção mantendo a maior liberdade possível para as decisões restantes, de forma que as restrições não sejam violadas. Os resultados mostram um ganho de eficiência na busca por uma solução no sentido de um menor número de nós visitados na árvore de busca para atingir uma solução final, assim como menor número de nós infactíveis visitados (soiuções parciais que não podem ser completadas). Esse ganho resulta em menor gasto de tempo e recursos computacionais empregados em elementos de pouca influência sobre a resolução do problema Abstract: The problem considered is short term scheduling of batch chemical plants. Constraints over plant capacity are taken as well as intermediate storage constraints since they are frequent in the process industries area. The proposed approach utilizes a constraint based search technique based on bottlenecks identification to guide the search procedure and reduce the search space. To reach this goal, the usual constraint propagation techniques over unitary resources are implemented, and it is proposed a new intermediate storage constraints propagation technique. New bottlenecks identification and measurement strategies are proposed to have a more efficient search procedure. The search procedure identifies the hardest constraints, and takes decisions that keep the greater flexibility for the remaining variables. The results show a big efficiency gain in the search procedure by reaching a complete solution with less visited nodes in the search tree, as well as visiting fewer infeasible nodes. The result is a reduction of computational time and resources Mestrado Sistemas de Processos Químicos e Informática Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Luis Gimeno Latre, Maria Tereza M. Rodrigues Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica Resumo: Este trabalho trata do problema de seqüenciamento de tarefas em flowshops na Indústria de Processos Químicos com restrições na oferta de recursos de uso compartilhado. A solução proposta para o problema utiliza uma estrutura multi nível onde o problema é dividido em três níveis: pré-seqüenciamento, seqüenciamento e pós-seqüenciamento, o problema de seqüenciamento é tratado neste trabalho sob duas perspectivas. A primeira através da utilização de um algoritmo que utiliza uma ferramenta sofisticada de otimização, um algoritmo do tipo "Branch and Bound" - BAB no jargão da Pesquisa Operacional ou A* no jargão da Inteligência Artificial, e a segunda através da utilização de um algoritmo de busca heurística guiada por restrições ("Constraint Heurist Search" - CHS). O BAB permite a otimização de critérios de desempenho global da planta, mas tem o inconveniente de limitar a dimensão dos problemas a serem tratados. A busca heurística ao contrário não garante a otimização de critérios de desempenho globais, mas pode ser aplicado a problemas de grande dimensão. O interessante portanto é combinar estas duas perspectivas para resolver problemas mais próximos dos problemas reais existentes. A metodologia proposta é implementada através da utilização da técnica de programação orientada ao objeto, utilizando a linguagem C++. Esta técnica se mostrou bastante interessante em função das características da metodologia e da flexibilidade que apresenta em relação à evolução dos programas Abstract: This work deals with the problem of tlowshop scheduling in Chemical Process Industries constrained by shared resources. A multilevel approach is proposed to solve the problem and it is divided in three main levels: pre-scheduling, scheduling and postscheduling. The scheduling problem is solved under two perspectives. The first one utilizes a sophisticated optimization tool, a Branch and Bound Algorithm - BAB in Operational Research or A * in Artificial Intelligence areas, and the other utilizes a Constraint Heuristic Search algorithm. The BAB permits the optimization of global performance criteria's but has the inconvenient to restrict the problem dimension. The heuristic search is the opposite, i.e., doesn't permit the global optimization, but can be applied to problems of high dimension. A good strategy therefore is combine these two perspectives to solve more realistic problems. The proposed methodology uses an Object Oriented Programming technique, and the C++ language. This technique is interesting because his intrinsic characteristics and the tlexibility to the program evolution Doutorado Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Maria Teresa Moreira Rodrigues Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: O problema abordado é o de programação de produção (scheduling) em plantas operando em batelada. Considera-se problemas de curto prazo (short-term) com restrições de capacidade de produção e de armazenagem de produtos intermediários, situação que ocorre na indústria de processos com freqüência. A abordagem proposta visa a resolução do problema de programação de produção com o uso de janelas de tempo, explorando-se as restrições envolvidas, através da orientação do procedimento de solução à competição de bateladas que requisitam os mesmos recursos (gargalos de produção), e também pelo uso da propagação de restrições na redução da dimensão do problema durante o procedimento de solução, de forma a aumentar a eficiência do processo de busca. Para esse fim, foram usadas as principais técnicas de propagação de restrições existentes na literatura. Além disso, propõe-se um procedimento de backtracking que permite a continuidade do processo de busca automatizado, caso ocorra infactibilidade em soluções parciais do problema. Na discussão dos resultados obtidos são comparados os desempenhos das duas heurÍsticas implementadas, tendo-se como subsídio os resultados obtidos na resolução de dois problemas com características distintas Abstract: The problem considered is short term scheduling of batch chemical plants. Constraints over plant capacity are taken as intermediate storage constraints since they are frequent in the process industries area. The proposed approach using time windows utilizes a constraint based search technique based on the competiton of operations and bottleneck identification heuristics which guide the search procedure. To reach this goal, the usual constraint propagation techniques over unitary resouces and intermediate storage constraint propagation are used. Besides, it was possible to propose a backtracking technique that allows the search process to go on in spite of some constraint is not observed in a partial solution. In the discussion about the obteined results, the characteristics of the two implemented heuristics are compared. It is possible through the analysis of two different kind of problems Mestrado Sistemas de Processos Químicos e Informática Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Luis Gimeno Latre, Maria Teresa Moreira Rodrigues Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Mestrado

Orientador: Maria Teresa Moreira Rodrigues Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: A Gestão da Cadeia de Suprimentos, metodologia com grande avanço e desenvolvimento no começo dos anos 90, tem como objetivo intensificar os benefícios e lucros de um sistema integrado de suprimento, produção e distribuição. A partir desse conceito, estratégias e decisões não são mais elaboradas sob a perspectiva de uma companhia somente, mas sim de todo o sistema de produção. Na literatura é comum encontrar diversas definições sobre essa metodologia de gestão, porém a maioria converge em ressaltar que esse sistema é altamente focado nas relações que existem entre toda a cadeia produtiva para prover o melhor nível de serviço ao cliente com o menor custo possível, construindo assim uma estrutura competitiva, interligando o mundo inteiro e sincronizando suprimento e demanda, conferindo performances globais. Dois elementos muito importantes na Gestão da Cadeia de Suprimentos serão estudados nesse trabalho, sendo eles: planejamento de demanda e ordem de compra, baseados em previsões de venda (sales forecast) por períodos definidos e controle de inventário; e a gestão da produção, envolvendo o planejamento e o sequenciamento dos produtos. A modelagem desses elementos é considerada por muitos como o maior desafio para os problemas de cadeia de suprimentos nos processos industriais, devido à alta complexidade e número de variáveis. Existem muitos estudos que vem tentando solucionar diferentes tipos de problemas como os citados anteriormente, com uma extensa gama de propostas para soluções, sendo essas puramente matemáticas ou híbridas, que utilizam de regras ou heurísticas. Diversos artigos sobre planejamento e sequenciamento da produção buscam por um indicador adequado para a otimização de sistemas de cadeia de suprimentos. Os mais encontrados são os de viés econômico, baseado no custo total da cadeia de produção no período estabelecido para o problema e a visão do cliente, baseado no nível de satisfação do cliente, podendo ser o tempo de entrega (lead time) ou percentual de atendimento. O objetivo desse trabalho é estudar duas abordagens diferentes para um problema de planejamento e sequenciamento de produção multiproduto, com um reator compartilhado, visando a otimização do atendimento ao cliente com o menor custo possível. A primeira abordagem é a de um sistema baseado em regras específicas e a segunda é uma solução com um sistema híbrido de modelagem matemática e heurística Abstract: Supply Chain Management, methodology with great improvement and development in early 1990, aims intensify profits and benefits in an integrated supply, production and distribution systems. From this concept, strategies and decisions are no longer created internally, but considering now a whole production chain. In literature is usual to find many definitions about this management methodology, but the majority emphasizes that this system is highly focused in the whole chain relationship to provide the best service level to customers, with lower possible price, building up a competitive structure and connecting the world. Two elements that are very important in Supply Chain Management will be studied in this paper: demand planning and purchase order, based on sales forecast and inventory control; and production management involving production scheduling. Modeling those elements is considered by many as the biggest challenge in industrial supply chain problems, due to the high complexity and quantity of variables. There are many studies trying to solve different kinds of problems with a huge variety of approaches to solve them, that could be purely mathematical or hybrid, using rules or heuristics. Several articles regarding production planning and scheduling search for a precise indicator to supply chain systems optimization. The most common ones are related to costs or profits, and customer satisfaction. This work objective is study two different approaches for a multi-product production planning and scheduling problem, with a single reactor shared, aiming optimize customer satisfaction with the lower possible cost. The first approach is a rule-based system and the second one is a hybrid system, containing mathematical model and heuristics Mestrado Engenharia Química Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Luis Gimeno Latre, Maria Teresa Moreira Rodrigues Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O trabalho realizado objetiva o desenvolvimentode um sistema interativo de scheduling em sistemas de produção aplicados a plantas operando em batelada na indústria de processos. Esta tese mostra que os problemas de scheduling reais têm características multicritério. Neste trabalho a abordagem utilizada foi de desenvolver um sistema interativo com uma função de custo de objetivo único, competindo ao usuário a obtenção de uma solução "boa" do ponto de vista multicritério. o modeloutilizadona técnica de otimização baseia-sena representação STN (Rede Estado Tarefa) e na formulação apresentada em [Kondili et ai, 1993J . Utiliza-seum algoritmo de otimização MILP (Problema Linear Inteiro Misto) implementado em linguagem GAMS o sistema interativo desenvolvido em linguagem VISUALBASIC tem por função, entre outras facilidades, permitir a interação entre o usuário e o algoritmo de otimização. A idéia é que, mesmo que o sistema seja extremamente complexo e disponha de muitos recursos tecnológicos , o Homem deverá estar sempre presente porque muitos problemas podem ser melhor percebidos através da interação humana, face a face aos acontecimentos da vida real no sistema de produção. O sistema interativo permite que o usuário crie diferentes cenários o que permite fazer simulações do tipo" What Jf' , por exemplo a análise de cartas de Gantt resultantes de uma redução na oferta de recursos compartilhados. ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: This thesis presents the development of a scheduling interactive for multipurpose batch plants. Real scheduling problems have multiobjective characteristics. In this work the interactive system uses a single objective cost unction and leaves the user responsible for obtaining a good compromise between comfliting objectives.The model used in the optimization technique is based on the STN (State Task Network) representation and the formulation presented in [Kondili et ai, 1993J . A MILP (Mixed Integer Linear Problem) optimization algorithm is implemented in GAMS language. The interactive system developed in VISUAL BASIC allows the user to interact with the optimization algorithm. The main idea is, even if the system being extremely complex with many technological resource, the an should always interact to the dynamic events of the production systems. The interactive system allows the user to create different sceneries that allows him to simulate " What If" conditions, for example the analysis of letters of Gantt resulting on a reduction in the offer of shared resources. The choice of VISUAL BASIC as programming language as the base of the interactive system search, was made in order to facilitate the implementation of the functionalities previously mentioned, and to allow the development and implementation of different scheduling techniques on another languages through mechanisms of DLL (Dynamic Link Library) type Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Luis Gimeno Latre, Maria Teresa Moreira Rodrigues Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Mestrado

Orientador: Maria Teresa Moreira Rodrigues Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: O crescimento recente de indústrias de especialidades como farmacêutica, de alimentos e materiais para indústria eletrônica tem despertado o interesse na programação de produção de plantas de produção em batelada. O problema de Programação de Produção em tais plantas aumenta devido à necessidade de compartilhamento de recursos e tempo disponível para processamento de potencialmente um grande número de produtos, obedecendo à um conjunto de restrições, tais como prazos de entrega e oferta de materiais. São propostos diversos métodos para a solução desses problemas, tais como Programação Matemática, Branch and Bound e métodos heurísticos. Devido à complexidade dos problemas de Programação de Produção em plantas Multiproduto e Multipropósito em batelada. São também apresentadas diferentes versões do algoritmo, baseados nos algoritmos de Metropolis e Glauber, além de métodos de recozimento e construção de novas soluções Abstract: Recent growth of specialty industries such as pharmaceutical, food products and material for electronic industries has increased the interest in the scheduling of batch production plants. The scheduling problem arises due the shared resources and available time processing of a potentially large number of products within certain constraints, like as due dates and available materials. A several methods are proposed to solve this problem, such as Mathematics Programming, Branch and Bound and heuristics methods. Due the complexity of scheduling problems, the use exacts methods are restricted due the large computational time demanded, while heuristics methods such a Simulated Annealing can offer sub optimal solutions in a short time. In this work the application of the Simulated Annealing method for scheduling problems for Flowshops and Jobshops batch plants was studied. A several versions of the Simulated Annealing algorithm based on Metropolis¿s and Glauber¿s algorithm are presented, together with annealing schedules and types of random moves for new solutions Mestrado Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Teresa M. Rodrigues Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: É cada vez maior o emprego de plantas bateladas em industrias químicas de processamento de produtos de alto valor ou que seguem caminhos similares de produção. Nos tipos de processos em que o fluxo de processamento é unidirecional para todas as tarefas ou produtos a serem fabricados é chamado ¿flowshop¿. Neste tipo de processo a armazenagem intermediária é de vital importância para garantir a continuidade do mesmo. Esta tese desenvolve o problema de programação de produção de flowshop que envolve o sequenciamento e a alocação das tarefas. O sequenciamento é realizado utilizando uma técnica de inteligência artificial denominada Granch-and-Bound. È feito um estudo dos trabalhos existentes que tratam este assusto e dos conflitos existentes quando a armazenagem intermediária é limitada e a demanda é simultânea, envolvendo decisões de alocações Abstract: Not informed. Mestrado Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Luis Gimeno Latre, Maria Teresa Moreira Rodrigues Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O problema tratado é o planejamento e programação (scheduling) da produção em plantas operando em batelada. Considera-se a situação em que são produzidos diversos produtos finais (planta multiproduto) através de vários estágios de produção (operações), e os processadores são multipropósito, podendo ser utilizados por diversas operações. O objetivo é o estudo de problemas da indústria de processos e, para tanto, são consideradas as restrições de armazenagem típicas desta área. O problema considerado é o chamado de curto prazo, no qual o objetivo do planejamento e scheduling da produção é o atendimento de demandas específicas de produtos finais em termos de quantidades e prazos de entrega. A abordagem proposta é de dois níveis. O nível de planejamento utiliza como dados de entrada a demanda de produtos finais, a disponibilidade de matérias primas e a atribuição de operações a processadores. Através de procedimentos de explosão, determinase a quantidade de bateladas de cada operação que serão produzidas e a janela de tempo onde deverá ocorrer o processamento de cada batelada. Utilizam-se técnicas de propagação de restrições para analisar o carregamento induzido aos processadores e a factibilidade do plano de produção. O caráter interativo do sistema permite ao usuário modificar os dados de entrada para obter uma situação factível. O resultado do planejamento, na forma de janelas de tempo, é utilizado no scheduling para reduzir a dimensão do problema. Utilizam-se duas abordagens: uma abordagem de programação linear inteira mista (MILP) utilizando discretização uniforme do tempo e a técnica de simulated annealing. A formulação MILP utiliza intensivamente a informação dada pelas janelas de tempo, reduzindo a quantidade de variáveis binárias envolvidas e propõe-se uma formulação reduzida que explora as informações de carregamento dos processadores. O algoritmo de simulated annealing é acrescido de um processo de filtragem dos candidatos que elimina os candidatos infactíveis, dadas as restrições de ordenamento induzidas pelas janelas de tempo Abstract: The problem focused in this thesis is the short term planning and scheduling of multipurpose batch plants. This is an important problem in the process industry and, because of that, intermediate storage limitations are explicitly considered. The main objective is to fulfill specific demands of final products, distributed along the horizon. It is proposed a two level approach: planning and scheduling. Product' s demands, raw material availability plan and operation/equipment assignment are the inputs to the planning level. At this level an exploding procedure is performed in order to determine the number of batches of each operation as well as their processing time windows. Constraint propagation techniques are used to analyze the plant loading and the production plan feasibility. The interactive nature of the proposed approach allows the user to change input data in order to define a feasible scenario. At the end of the planning level, a set of operations' time windows is released to the scheduling level. Two approaches have been implemented to schedule the operations inside their time windows: a MILP approach based on a uniform time discretization and a simulated annealing approach. The information given by the time windows is intensively used in the MILP formulation, reducing the number of binary variables in the problem. It is also proposed a reduced MILP model exploiting plant loading information. The simulated annealing algorithm implemented also uses the time windows information to eliminate infeasible candidates through a filtering procedure Doutorado Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Maria Teresa Moreira Rodrigues Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: O presente estudo trata da otimização da logística de transporte e recepção de cana-de açúcar em indústria sucro-alcooleira, com base em modelos de filas de espera, seguido de modelo para otimização da produção, no âmbito da programação linear, cujo objetivo é a maximização do lucro total, advindo da comercialização de seus produtos (açúcar e álcool) e sub-produtos (bagaço de cana, torta de filtro, vinhaça e eletricidade). Para o estudo das filas de espera, a metodologia adotada consistiu na análise do sistema de transporte de cana da Usina Aliança, indústria localizada no interior do Estado da Bahia, Brasil. Os dados coletados alimentaram o software de planilha eletrônica excel, da Microsoft, empregado para o teste de aderência das distribuições de probabilidade. Com base no software Quntitative Systems for Business Plus - QSB+ foram feitas simulações de descarregamentos de cana. Para a programação linear, por sua vez, tomou-se por base estudo detalhado das operações unitárias de 95 indústrias desse segmento, realizado pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - IPT. O recurso informatizado neste caso, consistiu também, do software excel, através do solver, tendo sido usada para a simulação de cenários relativos à maximização do lucro. Os resultados obtidos indicaram que um re planejamento da frota de transporte de cana, com diferentes capacidades é, de fato, mais indicado para a otimização do descarregamento nas usinas. Quanto à otimização da produção, conclui-se que o modelo formulado responde satisfatoriamente a variações de preços de seus produtos, indicando cenários de produção mais adequados. O presente estudo contribui para a melhoria da indústria de açúcar e álcool, fazendo ligação entre a função suprimentos e a função produção, de modo sistematizado, e apoiado em bases das Engenharias Química e de Produção. Abstract: This study is about optimizing sugar-cane transportation and delivery logistics in the sugar and alcohol industry, based on waiting-queue models following a model for optimizing production, using linear programming, with the objective of increasing the total profit resulting from the sale of the products and by-products: sugar-cane bagasse, filter cake, stillage, and electricity. The methodology employed in the waiting-queues study consisted of analyzing the transportation system of the Aliança Mill, a facility located in rural Bahia, Brazil. Data collected were manipulated with statistics tools found in Microsoft Excel, in order to perform the probability distributions adherence test. Quantitative Systems for Business Plus, QSB+ software was used to perform simulations of cargo unloading in which the number of cargo unloading facilities (dumpers) was varied. The mathematical model was based on a detailed study of the operating units of 95 industries of this area, developed by Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - IPT. The computer resources also included Microsoft Excel. Its "solver" function was used to simulate scenarios related to maximizing profit. The results show that re-planning the transportation fleet to include a mix of vehicles with different load capacities is recommended to achieve optimal cargo unloading at the mills. Concerning production optimization, this study shows that the model satisfactorily responds to possible price variations of products and by-products, indicating suitable production composition scenarios. This study thus contributes to processes improvement in the sugar and alcohol industry, linking the supply function to the production function in a systematized way, based on Chemical and Production Engineering. Doutorado Sistemas de Processos Químicos e Informática Doutor em Engenharia Química

Orientador: Maria Teresa Moreira Rodrigues Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: Reatores de leito fluidizado são muito importantes na indústria química, devido sua capacidade de gerenciamento de calor e outros aspectos. Porém, apesar da modelagem matemática e simulação numérica desses reatores terem sido feitos com relativo sucesso ao longo dos últimos cinquenta anos, há uma falta de bons modelos que permitam que sejam simulados em simuladores de processo. O objetivo desse trabalho é desenvolver um modelo matemático baseado na fluidização borbulhante, considerando escoamento não-ideal, transferência de calor e massa entre gás e partículas. O modelo também aborda reações químicas múltiplas e utiliza estratégia sequencial-modular para prover bons resultados e permitir que seja simulador de dentro de simuladores de processo comerciais. Primeiro, o comportamento fluidodinâmico da fluidização borbulhante foi analisado e o conjunto bolha-nuvem-emulsão foi tratado como um sistema em modo transiente, enquanto que a emulsão foi tratada como um escoamento de gás em estado estacionário. Em seguida, outras regiões dentro do reator também foram consideradas, como distribuidor, superfície livre e ciclones. Uma vez que o padrão de escoamento foi determinado, o sistema bolha-nuvem-emulsão é modelado como um modelo de compartimentos, no qual o gás em circulação fechada escoa entre tanques agitados catalíticos e leito fixo até o tempo de residência ser atingido. O modelo foi aplicado em um reator de leito fluidizado borbulhante industrial real como estudo de caso, um reator para síntese de anidrido ftálico via oxidação de naftaleno. Esse sistema tem modelos cinéticos desenvolvidos desde os anos 60 e baseados em hipóteses simplificadoras que não condizem com a realidade, então um modelo cinético de pseudo-primeira ordem foi ajustado à composição experimental da saída do reator com o propósito de obter um modelo cinético válido para as simulações realizadas posteriormente, e esse procedimento foi chamado de calibração do modelo. Resultados das simulações e suas análises permitiram concluir que o modelo proposto é fisicamente consistente e tem potencial de ser utilizado para outros processos químicos que utilizam reatores semelhantes Abstract: Fluidized Bed Reactors are very important in the chemical industry due to their capability of heat management and other features. However, although mathematical modeling and numerical simulation of such reactors have been done with relative success over the last fifty years, there is an absence of a good model to allow them to be accurately simulated into process flowsheets. The objective of this work is the development of a mathematical model based on bubbling fluidization, accounting for non-ideal flow, heat and mass transfer between gas and particles. The model also deals with multiple reactions and uses sequential modular strategy to provide good results and allow it to be simulated from within commercial process simulators. First, the fluid dynamic behavior of the bubbling fluidization was analyzed and the set bubble-cloud-wake was treated as a system under transient mode, while the emulsion was treated as a steady state flow of gas. Next, the other regions inside the reactor were also considered, such as distributor, freeboard and cyclones. Once the flow pattern was determined the system bubble-cloud-wake is modeled as a compartment model, as a closed loop gas flow between catalytic stirred tanks and packed bed until the residence time is achieved. The model was applied to a real industrial bubbling fluidized reactor as case study, a reactor for synthesis of phthalic anhydride via naphthalene oxidation. This system has kinetics models developed since the 1960¿s and based on simplifying hypothesis which do not match reality, so pseudo-first order kinetics model were fit to experimental exit reactor composition in order to obtain a kinetic model valuable for the simulations performed after, and this procedure was called model calibration. Results of simulations and its analysis allow the conclusion that the proposed model is physically consistent and has potential to be applied in other chemical processes which use similar reactors Doutorado Engenharia Química Doutor em Engenharia Química CNPQ 140463/2015-1

Orientador: Maria Teresa Moreira Rodrigues Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: O processo de síntese de amônia completou 100 anos em 2013. Esta foi uma das maiores invenções do século XX. Além disso, este processo possui uma elevada gama de temperaturas e pressões, indo de 1 atm a 300 atm e de 200 K até 800 K (na qual a reação pode ocorrer). A produção de amônia acontece em reatores de 150 a 300 atm e de 600 a 810 K, com 30 % de conversão por passe, pois a reação é altamente exotérmica. Mais ainda, a amônia é um gás polar e hidrogênio é um gás quântico nessas condições. Logo, a predição de composição, temperatura e de pressão dentro de reatores de amônia usando modelos apropriados se faz importante. Muitas leis de reação foram propostas. Porém, muitas dessas expressões usavam atividade química sem computar interações entre os componentes. Dessa forma, a modelagem de reatores de amônia utilizando um modelo termodinâmico rigoroso foi proposta neste trabalho. As expressões de Peng e Robinson e de Soave Redlich Kwong foram usadas na taxa de reação proposta por Singh e Saraf. Dois modos de operação foram modelados: adiabático (no qual a reação não troca calor com a vizinhança) e autotérmico (operando não isotermicamente). A atividade catalítica foi ajustada a modelagem por equações de estado. Os dois modelos de reatores foram comparados com dados de planta reais e apresentaram boa concordância. O modelo adiabático apresentou um erro máximo relativo de 1.6 % com a temperatura e de 11.4 % com a conversão. Por outro lado, o modelo autotérmico teve um erro máximo de 2.7 % com a temperatura. Posteriormente uma análise de sensitividade foi realizada em variáveis de entrada de ambos os modelos. A operação adiabática se mostrou mais sensível à variação de pressão e temperatura, enquanto a autotérmica apresentou maiores conversões e melhor remoção de energia. Na parte final, uma estimativa de propriedades na camada limite mássica foi realizada. Os valores de difusão mássica foram pequenos devido à elevada pressão, contudo a resistência externa à transferência de massa se mostrou significativa. Mesmo assim, a maior resistência no reator de síntese de amônia é interna a partícula catalítica Abstract: Ammonia synthesis process completed 100 years in 2013. It was one of the most important inventions in 20th century. Moreover, the process has a variety of temperatures and pressures, going from 1 atm to 300 atm, and from 200 K to 810 K. The ammonia production takes place in reactors from 150 to 300 atm and 600 to 800 K with 30 % of conversion, because it is highly exothermic. Besides, ammonia is a polar gas and hydrogen is a quantic gas in these conditions. Therefore, the prediction of composition, temperature and pressure inside ammonia converters using appropriate models is important. Furthermore, many reaction rates were proposed for ammonia synthesis. However, most of the expressions used chemical activity without computing compositional interactions between components. So, the modeling of reactors using a rigorous thermodynamic model was proposed. The Peng Robinson and Soave Redlich Kwong expressions were used in Singh and Saraf rate expression. Two modes of operations were modeled: adiabatic (which reaction releases heat without removal) and autothermal (non isothermal operation). The catalyst activity was fitted to EoS modeling. Both models were validated with plant data and they presented good reliability. The adiabatic model presented maximum error of 1.6 % with temperature and 11.4 % with conversion. On the other hand, autothermal model presented maximum error of 2.7 % with temperature. Moreover, the sensitivity analysis of input variables was proposed in both models. The adiabatic operation showed more sensitive to inlet pressure and temperature variations, while the autothermal reactor presented higher conversions and better energy removal. In final part, the estimation of properties in mass boundary layer were made. The values of mass diffusion were low due to high pressure and external resistance was significant. However, when it was compared to internal resistance, the resistance computed by effectiveness factor was dominant in ammonia synthesis reactor Mestrado Sistemas de Processos Químicos e Informática Mestre em Engenharia Química CNPQ 131744/2016-0

Orientadores: Reginaldo Guirardello, Maria Teresa Moreira Rodrigues, Ignacio E. Grossmann Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: A seção de prensagem é uma importante parte da máquina de papel, afetando as propriedades do produto, bem como interferindo no custo final de fabricação. O setor de prensagem é responsável pela retirada da água da folha, através de ação mecânica no NIP (zona de contato entre por dois rolos). Baixa eficiência deste setor acarreta inconveniente como à elevação do número de quebras da folha, pela diminuição da resistência à tração; aumento no consumo de vapor na seção secadora da máquina, e em muitos casos, a redução da produtividade devido à redução da velocidade da máquina. A eficiência da prensagem é muito importante: primeiro, uma grande quantidade de água deve ser removida da folha nas prensas para se obter economia na secagem; em segundo lugar, a maior eficiência na remoção de água produz uma folha mais seca e, portanto, mais resistente e menos sujeita a quebras. Na entrada das prensas, o conteúdo seco da folha varia entre 18 a 26 % e na saída varia entre 44 até 50 %. Nos últimos anos, observou-se uma evolução bastante rápida dos conceitos de prensas, buscando uma adequação das exigências tais como economia no processo operacional, aumentando a remoção de água neste setor e ao mesmo tempo mantendo ou melhorando as características da folha de papel; e ainda novas demandas de eficiências exigidas nas máquinas. A redução de 1% de umidade da folha provoca uma redução do consumo de vapor na ordem de 4 a 5%. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo matemático para otimização do setor de prensagem de uma máquina de papel através do seqüenciamento de produção de bobinas. O modelo foi desenvolvido em MILNP, o software utilizado para a modelagem foi o GAMS e o solver utilizado foi CPLEX10. Obtivemos uma redução média 46% nas trocas de feltros, juntamente com um aumento de 5% na remoção de água e 12% na produção de bobinas Abstract: The process of paper manufacture is essentially the removal mechanics of a fiber suspension, starting in the formation where relatively low level of force mechanics is used to remove the free water between staple fibers. The biggest force mechanics used for continuous removal of this water is in the section of presses, where the located one between them in such a way involves the compression of the leaf for water withdrawal of the interior of staple fibers how much. The more compressed the leaf, greater the amount of water is removed. The pressing is made with the leaf in contact with one or two felts in NIP (zone of contact between two rolls). The press sector is an important part of the machine, affecting the properties of the paper, as the smoothness and the density, as well as intervening with the final cost of manufacture. Low efficiency of this sector causes inconvenience as to the rise of the number of in additions the leaf, for the reduction of the tensile strength; increase in the vapor consumption in the drying section, and in many cases, the reduction of the productivity due to reduction of the speed of the machine. The reduction of 1% of humidity of the web the reduction of the steam consumption in the order of 4 5%. This work has as objective the development of a mathematical model for optimization of the press section of a machine of paper through the sequence of production of reels. The model was developed in MILNP, the software used for the modeling was the used GAMS and solver was CPLEX10. We got an average reduction 46% in the replacement of felts, together with an increase of 5% in the removal of water and 12% in the production of reels Doutorado Desenvolvimento de Processos Químicos Doutor em Engenharia Química

Orientador: Maria Teresa Moreira Rodrigues Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: Este trabalho enfoca o desenvolvimento e implementação do balanço material da Petroquímica União SI A e sua implantação usando uma ferramenta matemática de uso corrente, visando a utilização do modelo desenvolvido no planejamento e programação de produção da unidade industrial. A partir da demanda de mercado com seus respectivos preços; da matéria prima e das unidades de processos disponíveis; dos consumos de insumos e dos custos de processamento, o objetivo deste trabalho foi elaborar um programa que possibilitasse a implementação do balanço material, com todas as possíveis estratégias operacionais para obter a melhor programação de produção, com uma margem de contribuição economicamente viável. Este trabalho objetivou também oferecer aos profissionais da área de programação de produção da Petroquímica União SI A, um entendimento das necessidades e definições das estratégias operacionais bem como suas restrições para uma futura confecção ou compra de um programa "robusto" de otimização. Para a implementação do programa de otimização, inicialmente foi desenvolvido o balanço material em EXCEL que contemplou todas as possíveis opções operacionais da Petroquímica União SI A A decisão de utilizar as ferramentas de otimizações disponíveis na planilha EXCEL foi orientada por duas razões básicas: a primeira estratégica, por ser uma ferramenta de acesso e uso fáceis, permite criar uma cultura de otimização entre os responsáveis pela programação de produção; e a segunda razão, de natureza econômica, pois o software já estava disponível, não exigindo qualquer aporte financeiro. O programa utilizando, "Solver - Excel", retrata todas as possibilidades de estratégias operacionais envolvendo as unidades produtivas da Petroquímica União SI A Como resultado, obteve-se um programa de simples compreensão, com agilidade para a tomada de decisões no dia a dia da empresa. Finalizando, este trabalho serve como base para um programa mais elaborado de otimização a ser desenvolvido na Petroquímica União S/A Abstract: The present research focusses on the development and implementation of material balance of Petroquímica União S/A and its implantation making use of a corrent mathematical tool, and operating with the model developed in the planning and programming of production of the industrial unit. Considering the market demand and its prices, row material and the available unit processes, input cunsuption and processing costs, the aim of this study was to develop a program which permited the implementation of material balance with all the possible operational strategies to get the best programming of production, with an economically feasible contribution margin. This study also intended to offer Petroquímica União S/A programming of production professional staff an understanding of their needs and of operational strategy definitions as well as its constraints for a future production or acquisition of a "stronger" program. In order to implement this program it was firstly developed a material balance in EXCEL which comprehended all Petroquímica União SI A possible operational options. The decision for using the tools available in EXCEL spread sheet was oriented by two main reasons: the first one was strategic, once it is available in the market and it is an easy-to-use tool and permits to introduce an improvement culture among people in charge of production programming. The second reason was economic, once the software was already available dismissing any additional costs. The program used, "Solver- Excel" presents all possible operation strategies entailing Petroquímica União SI A productive units. As a result it was developed a program of easy understanding and ready for making decisions in company' s everyday situations. This study can be taken as a basis for a more complex program to be developed in Petroquímica Unisão S/A Mestrado Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Maria Teresa Moreira Rodrigues, Luis Gimeno Latre Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: Esta tese aborda o problema de scheduling de curto prazo em plantas multipropósito operando em batelada, partindo de uma solução dada pelo nível de planejamento na forma de janelas de tempo de processamento para cada batelada. O objetivo da fase de scheduling é minimizar os atrasos na entrega dos produtos finais. Formula-se o problema de scheduling como um problema de otimização linear misto (MILP) utilizando uma representação discreta do tempo com intervalo de discretização constante. Propõe-se uma técnica de horizonte rolante para diminuir a dimensão do problema, tipicamente grande nas formulações MILP que utilizam representação discreta do tempo. Para tanto, utiliza-se um horizonte de alocação, onde o problema de otimização é resolvido e um horizonte de previsão (lookahead) onde estima-se o carregamento futuro das unidades de processamento. Este último é utilizado para a determinação das bateladas que são alocadas no horizonte de alocação, reduzindo a possibilidade de gargalos futuros e portanto de atrasos. Apresentam-se dois algoritmos. O primeiro determina as bateladas , no horizonte de previsão, a serem alocadas, de forma automática através da minimização da função de custo. Este procedimento pode levar a degenerescência na solução do problema MILP quando diversas bateladas de operações têm contribuições semelhantes nos gargalos futuros. O segundo algoritmo contém um processo de seleção de bateladas de operações prévio à resolução do problema de otimização, o que elimina o problema de degenerescência, permitindo por outro lado uma interação fácil do usuário na definição fmal das bateladas a serem alocadas. A abordagem de horizonte rolante encontra-se também justificada pelas situações reais em que a demanda a curto prazo é conhecida com maior precisão do que a demanda a médio e a longo prazo Abstract: This dissertation is concemed with multipurpose batch plants scheduling in short term horizons. The scheduling problem starts with a planning frame given in terms of batches processing time windows and the objective is to minimize the final products' tardiness. A Mixed Integer Linear Problem (MILP) formulation with discrete uniform time representation is used. The Approach in this dissertation is based on a rolling horizon technique in order to reduce the dimension problem often encountered in MILP formulations with discrete time representation. Batches are allocated in the allocation horizon, which determines :MILP dimension, and a lookahead horizon is utilized to obtain the equipment units' loading estimates. The lookahead horizon is utilized to determine which batches will be allocated in the allocation horizon, thus reducing the possibilities of future bottlenecks and delays. Two algorithms are presented. The first determines which batches will be allocated through its influence in the cost function. This procedure can lead to high degenerescence in MILP solution since many batches can give similar contributions to future bottlenecks. The second algorithm introduces a preliminary step where batches are defined prior to the optimization procedure, thus avoiding degenerescence possibilities. Besides tOOt it allows an easy user interaction in the defmition of which batches will be allocated. The rolling horizon approach has also an industrial appeal since short-term demand is often much more precise than medium or long-term demando Doutorado Sistemas de Processos Químicos e Informática Doutor em Engenharia Química

Orientador: Maria Teresa Moreira Rodrigues Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: Com a modernização da máquina produtiva, a aplicação de otimização de processos, a adoção de metodologias para o aumento da produtividade, controle de processos e Planejamento de Produção são essenciais para qualquer indústria que busca sua sobrevivência em um mercado, que em tempos de "globalização", se torna cada vez mais competitivo. O panorama econômico mundial relacionado às perspectivas de um mercado cada vez mais exigente justificam a elaboração e implementação de sistemas que executem estratégias eficientes de controle e programação de produção, visando com isso alcançar as metas estipuladas pela organização, de modo menos oneroso. Tais sistemas não devem levar em conta somente os dados operacionais da planta mas principalmente parâmetros de mercado, assim como flutuações na demanda, ocasionada, por exemplo, devido à mudança de hábito dos consumidores. No que se refere às plantas que operam em modo batelada, as quais são projetadas em sua grande maioria para marmiaturar diversos produtos, é indispensável a adoção de técnicas de programação de produção para se obter um plano ótimo de manufetura, o qual venha minimizar os custos direta ou indiretamente (como por exemplo é o caso da redução de ociosidade dos equipamentos da planta). Para uma produção económica ou uso eficiente da planta, não é suficiente defirtír as quantidades a serem produzidas de cada produto. Este é um processo que exige a análise de diversos fatores que influenciam o desenvolvimento das operações, assim como: disponibilidade de matéria-prima, plano de manutenção de equipamentos, armazenagem intermediária, estocagem de produtos finais, limitação de mão-de-obra e de utilidades. A análise criteriosa destes fatores com o objetivo de determinar um plano de produção capaz de atender os objetivos económicos e operacionais de uma planta é chamado de Planejamento e Programação da Produção. Nos últimos anos a atividade de Programação de Produção tem recebido bastante atenção por parte de diversos setores industriais, isto faz com que análise e estudo de metodologias que diminuam a complexidade de solução destes problemas seja objetivo constante dos pesquisadores que atuam nesta área Neste trabalho o objetivo é analisar o problema do Planejamento e Programação da Produção em unidades flexíveis submetidas a mu regime de operação cíclica. Este regime de operação é geralmente utilizado naqueles casos em que a demanda de produtos apresenta um perfil bem definido, permitindo que o Programa de Produção possa ser definido para um período relativamente longo de tempo. Em oposição a este tipo de operação, têm-se a operação governada por pedidos de clientes que constitui o chamado problema de curto prazo (Short Term Scheduling). O objetivo neste trabalho é implementar uma abordagem em nível único proposta por (Pagageorgiou e Pantelides, l995), aplicá-la a um exemplo e explorar as principais dificuldades encontradas na utilização de tal abordagem Será também apresentada uma breve comparação com a Abordagem proposta por Mauderli e Rippin de resultados obtidos por outros trabalhos. Na Abordagem em nível único, em oposição a outras abordagens, os autores propõe uma estratégia capaz de permitir grande flexibilidade de utilização de equipamentos, permitindo seu compartilhamento entre as rotas de diferentes produtos durante o ciclo de produção. Para permitir uma melhor compreensão da formulação, é também apresentada a estratégia de decomposição proposta por Rippin, a qual é, em termos operacionais, mais restritiva do que a proposta por Papageorgiou e PanteHdes. O objetivo é mostrar que, embora haja uma inegável flexibilidade na formulação proposta, seu uso real é de aplicação restrita pois a dimensão do problema é proibitiva. Isto mostra que a solução destes problemas ainda exige estratégias de decomposição ou pelo menos a combinação de heurísticas que reduzam a dimensão final do problema Abstract: Because of the increasing competition, optimization tools are becoming more and more necessary, specially those concerning to Production Planning and Scheduling. They are used not just to give solutions to a real problem, but mainly as a way to create and evaluate different production scenarios, generated from disturbances as for example, prices modifications, demand fluctuations etc. la the case of batch chemical process, there are at least two different operation patterns: i) production subject to orders and ii) cyclic operation, fn the first case, planning and scheduling are in general performed sequentially. That is, at the planning level some economical decisions as well as operational decisions are taken, and the scheduling level is intended to perform Just the allocation decision. The main reason to solve the problem in two steps is because the customer orders arrive dynamically, and the demand profile is not well known in advance. In the case that the demand profile is well established, or at least is subject to minor changes, the main production policy is to produce to stock. In this case the plant is operated in a cyclic way, and the most important objectives, besides meeting the demand, is to minimizing inventory and operating costs. In this work the objective is to analyze the Production Planning and Scheduling Problem in flexible units submitted to cyclic operating, and the implementation of a one level approach proposed by (Pagageorgiou and Pantelides, 1995). Some comparison are also made with the decomposition approach proposed by Rippin. The main differences between those two approachs relies on the way the campaigns are selected In the first case, the campaigns are selectedtaking into account the required production level, and in the second case the campaigns are selected based only on productivity measures. The objective is to show that, although there is m undeniable flexibility in the formulation, its real use is of restricted application because the problem dimension and computation time are prohibitives. The main conclusion is that decomposition strategies or heuristics combination exploring: the problem structure are still necessary to reduce the problem dimension to a manageable size Mestrado Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Tereza Moreira Rodrigues Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: Os sistemas de produção que operam em batelada na indústria química, em geral são projetados para a produção de diferentes produtos usando o mesmo conjunto de equipamentos. Conseqüentemente, é necessário adotar estratégias que levem ao estabelecimento de um plano de produção que atenda critérios relevantes para o problema de Planejamento e Programação da produção. A definição de um plano de produção exige não só a determinação das quantidades a serem produzidas mas também do programa temporal de produção. Assim sendo, na definição do plano de produção devem ser considerados todos os fatores importantes para o estabelecimento deste plano, em particular o compartilhamento de recursos tais como equipamentos, mão-de-obra, energia elétrica dentre outros. Os problemas de programação de produção ligados a esse tipo de processamento são considerados pertencentes à classe NP (Não Polinomial). Quando estão envolvidos recursos compartilhados capacitados, isto é, recursos que podem ser utilizados simultaneamente durante a produção em vários equipamentos tal como vapor, o problema de programação da produção, além de NP-completo, é considerado computacionalmente difícil ("hard problem"). Portanto a busca de estratégias que venham diminuir a dificuldade de resolver tais problemas é objetivo constante de muitos trabalhos na literatura. Neste trabalho será utilizado o modelo proposto por Kondili et. aI. (1993), o qual recorre a uma representação discretizada do tempo, que tem se mostrado bem adaptada para a representação de problemas com limitação na oferta de recursos compartilhados. No entanto, a representação do tempo discretizado exige um número bastante elevado de variáveis binárias, comprometendo a dimensão do problema e portanto, seu tempo de solução. Para reduzir a dificuldade de solução do problema de programação de produção usando o modelo discretizado de representação do tempo, é proposta uma estratégia de interferência lógica externa sobre as variáveis binárias de alocação presentes no modelo utilizado. A estratégia proposta é implementada usando o pacote OSL ("Optimization System Library") da IBM, pois a sua estrutura permite a interferência externa do usuário durante a solução dos problemas de programação inteira-mista Abstract: The chemical batch facilities are essentially multiproduct or multipurpose. Consequentelly, the definition of a production plan and scheduling has to take into account many different aspects in order to satisty relevant problem constraints as shared resources, production routes etc. The planning and scheduling problems are NP-complete problems. When capacited shared resources, as vapour, electricity, are envolved, it is also considered as a hard problem. In this work is utilized the model proposed by Kondili et aI. (1993), based on the discret time representation, that seems well suited for problems with shared resources. Nevertherless, this time representation demands a high number of discrete variables and, as a main consequence, the solution time rises even for small problems. In the order to reduce the solution hardness, it is proposed an externallogical inference on the allocation binary variables, during the search procedure. The proposed strategy is implemented using the OSL package that allows external interference through the "user exit subroutines" Doutorado Doutor em Engenharia Química

Orientador: Maria Teresa Moreira Rodrigues Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: Recentemente, os problemas de Programação da Produção em unidades químicas flexíveis tem recebido grande atenção na literatura, em função de sua importância econômica. Particularmente, a partir de 1993 tem surgido novas abordagens de modelamento do problema, com o objetivo de representar adequadamente as particularidades dos processos químicos, tais como reciclos. No entanto, não existem ainda melhores abordagens capazes de resolver problemas de dimensão industrial. Neste sentido, foi proposto um modo de resolver tais problemas usando uma estratégia de horizonte rolante semelhante à empregada em problemas de controle preditivo. Nesta estratégia são criados subproblemas de menor dimensão do que o problema original, resolvidos seqüencialmente, existindo uma sobreposição parcial dos problemas sucessivos, de modo a garantir uma ligação mínima entre estes. Tais subproblemas podem ser resolvidos através de diferentes estratégias: Branch and Bound, heurísticas e programação matemática. Neste trabalho foi estudada a possibilidade de usar uma abordagem de representação contínua do tempo, para modelar problemas de programação da produção dentro de uma estratégia de horizonte rolante. Foram propostas extensões da modelagem encontrada na literatura, de forma a adaptá-Ia aos problemas multipropósito normalmente existente na área de programação da produção Abstract: Recently, much attention has been focused on schenduling problems in the process industry as a consequence of its economic importance. New approaches to solve these problems have been presented during the last 3 years seeking to properly chemical processes, such as recycles. However, these approaches can't still be applied to industrial problems. In this work a new procedure to deal with industrial problems has been presented. This procedure is based on rolling horizons, such as used in predictive control problems. Through this procedure, the original case can be divided in many smaller cases easier to be studied. Since these smaller cases are obtained, different strategies can be applied to solve them: Branch and Bound, Heuristics and athematical Programming. In this work a contínuos time representation was studied and used to solve scheduling problems in the rolling horizons approach. Many different techniques found in the litterature was studied and adapted to solve multipurpose problems Mestrado Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Teresa Moreira Rodrigues Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: Com o desenvolvimento recente das indústrias de especialidades químicas e com a crescente busca de melhoria na qualidade e aumento da produtividade das plantas industriais, o problema de elaboração de planos de produção eficientes em plantas químicas flexíveis tem crescido de importância ao longo dos últimos anos. Nestas plantas é possível se processar um grande número de produtos que compartilham os mesmos equipamentos e recursos disponíveis. Os planos de produção visam tirar o máximo proveito na utilização destes recursos, ao mesmo tempo em que se busca atender as exigências impostas pelo mercado, estabelecendo a ordem em que os produtos devem ser produzido sem cada equipamento e a alocação temporal destes produtos na unidade produtiva, respeitando-se as restrições na oferta de recursos comuns com um custo mínimo. Por sua natureza combinatorial, este tipo de problema apresenta grande complexidade computacional que aumenta exponencialmente quanto maior for sua dimensão (número de equipamentos disponíveis X número de produtos que se deseja produzir). Além disto, a limitação na oferta de recursos comuns, se constitui em um outro fator que também interfere grandemente na complexidade do problema. Em vista disto, as estratégias desenvolvidas para sua resolução normalmente assumem algumas hipóteses simplificadoras, através do relaxamento de algumas restrições, com o objetivo de diminuir esta complexidade. Neste trabalho, será apresentado um estudo efetuado sobre um problema bastante restrito proposto por U. M.Egli e D.W.Rippin, onde os autores sugerem um procedimento heurístico para obter um plano de produção para quatro produtos com restrições de oferta de recursos compartilhados e outras restrições, a fim de minimizar custo total de produção. Por último, será apresentado um algoritmo de simulação desenvolvido a partir dos dados do problema do Rippin, que tem como objetivo calcular o instante mais cedo em que as operações não alocadas que compõem cada batelada de cada produto podem ser iniciadas, a partir de uma alocação efetuada. A abordagem utilizada divide o problema em dois níveis: no primeiro são geradas as janelas de tempo baseadas na disponibilidade de matérias-primas e venda de produtos, e no segundo é efetuada a alocação das etapas de produção sem que haja relaxamento das restrições envolvidas no problema Abstract: Not informed. Mestrado Sistemas de Processos Químicos e Informática Mestre em Engenharia Química