Dom Rock Ciência & Negócios
A otimização da programação e roteirização de manobras ferroviárias em uma usina siderúrgica garante ao mesmo tempo logística eficiente e segurança operacional. Nesse contexto, a programação envolve a elaboração de planos detalhados para a movimentação de vagões carregados com matéria-prima e produtos acabados. E a roteirização, refere-se à determinação das rotas ideais para cada locomotiva dentro do pátio, minimizando conflitos e otimizando o fluxo de tráfego.
O objetivo deste trabalho foi implementar e avaliar na operação de manobras ferroviárias de uma usina siderúrgica um sistema de programação e roteirização, para definir rotas que minimizem as distâncias percorridas pelas locomotivas durante as coletas e entregas de conjuntos de vagões, enquanto também aponta a locomotiva e a ordem em que devem ser realizadas as manobras.
Utilizamos uma abordagem metaheurística com o BRKGA na programação e roteirização de manobras ferroviárias. Os BRKGAs são indicados em problemas de otimização combinatória, e se destacam pela rápida obtenção de soluções de alta qualidade e pela capacidade de se adaptar a mudanças dinâmicas, como variações na demanda e disponibilidade de recursos.
Este projeto foi realizado levando em consideração as restrições físicas e operacionais do pátio ferroviário da usina. Para isso, foram definidas algumas premissas, dentre elas, que uma manobra consiste no deslocamento da origem para o destino, e a duração máxima não deve exceder 2 horas. Quanto às locomotivas, foi determinado a quantidade máxima permitida de 3 locomotivas em intervalos específicos para as pausas dos maquinistas, e que devem permanecer paradas nos primeiros 15 minutos de cada turno. Por fim, determinou-se que os pontos finais e iniciais das manobras ocorram nos locais dos últimos deslocamentos origem-destino.
Para avaliação foram calculadas as distâncias percorridas nas manobras do fluxo de bobinas realizadas em julho de 2023, e comparadas com os resultados gerados pelo software. Foram organizados quatro cenários de testes em lotes com manobras acumuladas em 30, 60, 120 e 1440 minutos. Os ganhos em distância obtidos foram de 6,63%, 12,34%, 16,5% e 31,29%, respectivamente.
Após os testes de avaliação com os dados históricos, configuramos um ambiente de processamento simulando as condições diárias de solicitações de manobras em lotes com intervalo de tempo de 30 minutos, com planilhas de solicitações de manobras preenchidas e submetidas em uma pasta compartilhada que funcionava de gatilho para processamento. A cada demanda submetida, o software retornava na mesma pasta, em média de 100 segundos, o resultado indicando a recomendação otimizada de manobras solicitadas.
Este ambiente ficou em operação na usina de 18/11/2023 a 06/02/2024 obtendo ganhos de 6,5%, equivalentes ao período avaliado. Os ganhos ao minimizar distâncias indicam uma clara oportunidade de impacto operacional em conduzir atividades de planejamento de demandas com, pelo menos, um dia de antecedência.
Palavras-chave: Otimização, Programação e Roteirização, Manobras Ferroviárias, BRKGA
Este resumo é fruto do trabalho de P&D da equipe Dom Rock e foi apresentado e publicado em Science & Business Connection: Anais do Congresso Científico e Tecnológico 2024 https://www.even3.com.br/anais/2-science-business-connection-407088/814654-otimizacao-da-programacao-e-roteirizacao-de-manobras-ferroviarias-em-um-patio-ferroviario-de-uma-usina-siderurgic/
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