
Nesta aula é apresentado, em linhas gerais, o conteúdo do curso. Além disso é realizada uma breve introdução teórica sobre otimização e sobre o EMSO. Seguidamente são apresentados os algoritmos de otimização disponíveis em EMSO e suas características. Finalmente é apresentado um problema de otimização bem simples que permite reafirmar os conceptos estudados.
Nesta aula é apresentado um estudo de caso consistente na otimização da designação de correntes de processo a trocadores de calor, visando à minimização do custo total, ao tempo que se satisfazem as restrições de que cada corrente pode ser designada a um único trocador e vice-versa.
Nesta aula é apresentado um estudo de caso consistente na otimização da transportação de um produto desde várias plantas de produção para vários armazéns distribuidores, visando à minimização do custo total, ao tempo que se satisfazem as restrições de capacidade de produção das plantas e quantidades de produto requeridos pelos armazéns.
Nesta aula é apresentado um estudo de caso consistente na otimização da produção de uma refinaria que utiliza diferentes matérias primas (óleo cru) e pode produzir diferentes destilados (gasolina, querosene, fuel oil, etc), visando à maximização do lucro diário, ao tempo que se satisfazem as restrições de capacidade de produção de cada destilado.
Nesta aula é apresentado um estudo de caso consistente na optimização da operação de um processo de separação por membranas, no qual são determinados os tempos de filtragem e retro-lavagem ótimos, visando à maximização do volume de permeado produzido por jornada laboral, ao tempo que são satisfeitas as restrições da operação.
Nesta aula é apresentado um estudo de caso consistente na otimização do projeto de um sistema de três reatores em série, no qual é determinado o volume ótimo de cada reator, visando à maximização da conversão da reação, ao tempo que é satisfeita a restrição de capacidade volumétrica total.
Nesta aula é apresentado um estudo de caso consistente na otimização do projeto de um sistema de trocadores de calor, no qual são determinadas as condições ótimas de operação, visando à minimização do custo total (custo de capital + custo de operação), ao tempo que são satisfeitas as restrições físicas do sistema.
Nesta aula é apresentado um estudo de caso consistente na conversão de um problema não linear (NLP) em um problema misto inteiro linear (MILP), mediante a aplicação da técnica de linearização por partes. O problema original (não linear) apresenta vários mínimos, pelo que dependendo da condição inicial o algoritmo de otimização pode reportar um ótimo local como solução. A aplicação da linearização por partes é apresentada como um método para contornar essa situação.
Nesta aula é apresentado um estudo de caso consistente na determinação da configuração ótima da produção de um produto químico, para o qual existem diversas rutas para sua obtenção. Pelo que será necessário determinar quais rutas de processo ou opções constituem as melhores, considerando a economia do processo como um tudo, ao tempo que são satisfeitas as restrições físicas do problema.
Nesta aula é apresentado um estudo de caso consistente na otimização do projeto de um sistema de trocadores de calor, no qual são determinadas as condições ótimas de operação, visando à minimização do custo total (custo de capital + custo de operação), ao tempo que são satisfeitas as restrições físicas do sistema. O problema é simular ao estudado na Aula 7, só que neste caso são utilizadas equações diferentes, segundo a faixa em que se encontra o valor da área de transferência, para o computo do custo de capital dos trocadores de calor. Sendo assim o problema não linear (NLP) estudado na Alua 7 é transformado num problema misto inteiro não linear (MINLP).
Nesta aula é apresentado um estudo de caso consistente na otimização multiobjetivo de dois objetivos conflitantes. Ambos objetivos são expressados mediante equações matemáticas simples, pois o foco aqui é entender a metodologia e conhecer o algoritmo que o EMSO possui para resolver problemas de otimização multiobjetivo.
Nesta aula é apresentado um estudo de caso consistente na otimização multi-objetivo de dois objetivos conflitantes. O primeiro objetivo pretende a maximização da conversão do reagente, enquanto o segundo objetivo visa à minimização do volume total do sistema de reatores. O processo consiste num sistema de três reatores em série similar ao estudado na Aula 6.
Neste curso são apresentados os principais tipos de otimização comummente utilizada na engenharia de processos / engenharia de produção / engenharia química e é ensinado na prática como solucionar esses problemas com o auxílio do simulador de processos EMSO.
A Seção 1 começa com uma breve introdução teórica onde são explicadas as características e fundamentos teóricos da otimização linear (LP), otimização não linear (NLP), otimização mista inteira linear e não linear (MILP/MINLP) e otimização multiobjetivo (MO). Nessa mesma seção, realiza-se uma breve introdução ao EMSO, ferramenta computacional gratuita que o aluno aprenderá a utilizar durante o curso para resolver os problemas de otimização propostos, e comenta-se sobre os algoritmos determinísticos e não determinísticos disponíveis nesse software. Como o curso tem um viés prático (bem mão na massa mesmo) finalizamos essa seção já resolvendo nosso primeiro problema de otimização utilizando EMSO.
As seguintes seções são todas de caráter prático, sendo apresentado um estudo de caso (problema de otimização a ser resolvido) em cada aula. Para cada caso de estudo é realizada a interpretação do problema, transformando da linguagem verbal para a linguagem matemática, com a correspondente formulação matemática do problema. Finalmente, a formulação matemática do problema é implementada no EMSO para determinar a solução do problema e interpretar os resultados obtidos.
A Seção 2 é dedicada ao estudo da otimização lineal e na Seção 3 são tratados problemas de otimização não lineares. Em cada uma dessas seções são apresentados 3 casos de estudo diferentes. Já na Seção 4 são resolvidos 3 estudos de caso de otimização mista inteira linear e não linear. Finalmente, na Seção 5 utilizam-se 2 estudos de caso para abordar a otimização multiobjetivo.
Ao final de cada seção prática é deixado um exercício individual (tarefa) para que o aluno coloque mão na massa e possa testar as habilidades e conhecimentos adquiridos durante ela.