OTIMIZAÇÃO UTILIZANDO METAMODELO KRIGING: UMA APLICAÇÃO À SEPARAÇÃO DE PROPENO POR DESTILAÇÃO
DOI:
https://doi.org/10.26512/ripe.v2i9.15044Abstract
Neste trabalho, uma metodologia para otimização de processos baseada em metamodelos foi proposta. Para enfrentar problemas de simulação e otimização baseados em modelos complexos, soluções baseadas em modelos reduzidos foram propostas na literatura, designadas na literatura por metamodelos. O desempenho da otimização foi baseada em modelos kriging através do planejamento experimental Latin Hypercube Sampling. A krigagem é um método de interpolação que procura minimizar a variância estimada a partir de um modelo prévio. O principal objetivo desse trabalho foi simular o processo de produção de propeno e otimizá-lo através do método da krigagem, através dos softwares comerciais Aspen Plus® e Matlab®. Com o método kriging, atingiu-se resultados próximos daqueles obtidos através da solução rigorosa. Com a otimização, foi possível obter a melhor configuração de operação visando à minimização do consumo energético do processo.
Palavras-chave: Propeno, Destilação, Otimização, Kriging
Downloads
References
AFONSO, S. M. B., HOROWITZ, B. & WILMERSDORF, R. B., 2008. Comparative Study of Surrogate Models for Engineering Problems. ASMO-UK (Association for Structural and Multidisciplinary Optimization in the UK)(Bath): s.n.
BLANNING, R.W, 1974, "The Sources and Uses of Sensitivity Information". Interfaces. Vol. 4, No. 4, pp. 21-23.
BLANNING, R.W, 1975, "Response to Michel, Kleijnen and Permut". Interfaces. Vol. 5, No. 3, pp. 24-25.
CAMARGO, Â. P.; SENTELHAS, P.C. Avaliação do desempenho de diferentes métodos de estimativa da evapotranspiração potencial no estado de São Paulo, Brasil. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v.5, n.1, p.89-97, 1997.
CAMARGO, E. C. G. Desenvolvimento, implementação e teste de procedimentos geoestatísticos (krigagem) no sistema de processamento de informações georeferenciadas (SPRING). São José dos Campos, 1997. 115 p. Dissertação (Mestrado em Sensoriamento Remoto) ”“ INPE.
CLARKE, S.M., GRIEBSCH, J.H., SIMPSON, T.W., 2005, “Analysis of Support Vector”.
ECHARD, B., GAYTON, N., LEMAIRE, M., RELUN, R. 2013: A combined Importance Sampling and Kriging reliability method for small failure probabilities with time-demanding numerical models ”“ Reliability Engineering and System Safety, v.111, p. 232-240.
FONSECA, L.G., 2009, Algoritmos Geneticos Assistidos por Metamodelos Baseados em Similaridade. Tese de D.Sc., LNCC/MCT, Petropolis, RJ.
FORRESTER, A., SOBESTER, A. & KEANE, A., 2008. Engineering Desing Via Surrogate Modelling: A Practical Guide. Wiley. Giunta, A.A., 2002. “Use of data sampling, surrogate models, and numerical optimization in engineering design”. In Proceedings of the 40th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno, NV.
FOUST, A. S. et al. Principios de Operaciones Unitarias, 2.ed. México: CECSA, 1987. p. 751
GIUNTA, A. A. & WATSON, L., 1998. A Comparision of Approximation Modeling Techniques: Polynomial versus Interpolating Models. s.l., AIAA-98-4758.
GOLDBARG, M. C., LUNA, H. P. L. Otimização combinatória e programação linear: modelos e algoritmos. Rio de Janeiro: Campus, 2000.
GOMES, M.V.C., 2007, Otimização sequencial por aproximações ”“ Uma aplicação em tempo real para o refino de petróleo. Tese de D.Sc., Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
GOOVAERTS, P. Geostatistics in soil science: state-of-art and perspectives. Geoderma, v. 89, p. 1-45, 1999.
GUTMANN, H. M., 2001. A Radial Basis Function Method for Global Optimization. Journal of Global Optimization, p. 201”“227.
KARTAM, N., FLOOD, I., GARRETT, J. H. & . Agrawal, G., 1997. Artificial Neural Networks for Civil Engineers: Fundamentals and Applications. s.l.:ASCE Publications.
KEANE, A. J. & NAIR, P. B., 2005. Computational Approaches for Aerospace Design:The pursuit of Excellence. Hoboken: John Willey & Sons Inc.: s.n.
KLEIJNEN, J.P.C., 1975, "A Comment on Blanning's "Metamodel for Sensitivity Analysis: The Regression Metamodel in Simulation"". Interfaces. Vol. 5, No. 3, pp. 21-23
KLEIJNEN, J.P.C., SARGENT, R.G., 2000, "A Methodology for Fitting and Validating Metamodels in Simulation". European Journal of Operational Research, Vol. 120, pp. 14-29.
LANDIM, P. M. B. Análise estatística de dados geológicos. São Paulo: Fundação Editora da Unesp, 1998. 226 p.
LOPHAVEN, S.N., NIELSEN, H.B., SONDERGAARD, J. 2002, Aspects of MATLAB Toolbox DACE, Technical Report IMM-REP-2002-13, 2002 Technical University of Denmark, Denmark.
MCKAY, M. D., BECKMAN, R. J. & CONOVER, W. J., 1979. A Comparison of Three Methods for Selecting Values of Input Variables in the Analysis of Output from a Computer Code. Technometrics, Vol. 21, No. 2, pp. 239-245.
MECKESHEIMER, M., BARTON, R., SIMPSON, T. et al., 2001, “Metamodeling of Combined Discrete/Continuous Responses”, AIAA Journal, v. 39, n. 10, pp. 1950-1959.
MECKESHEIMER, M., BOOKER, A.J., BARTON, R. et al., 2002, “Computationally Inexpensive Metamodeling Assessment Strategies”, AIAA Journal, v. 40, n. 10, pp. 2053-2060.
MICHEL, A.J., PERMUT, S.E., 1975, "A Comment on Blanning's "The Sources and Uses of Sensitivity Information"". Interfaces, Vol. 5, No. 3, pp. 19-20.
MIKHEEV, 2011. Encyclopedia of Mathematics. [Online] Available at: http://www.encyclopediaofmath.org/index.php?title=Latin_square&oldid=15140 [Acesso em 18 04 2016].
NAIDU, S. L. S., 2004. Neural Network Surrogate Model For Multidisciplinary Design Optimization. s.l.:M. Tech. Dissertation, Indian Institute of Technology.
PINTO, J. W. O., 2014, Uso da otimização sequencial aproximada a problemas Uni e multiobjectivos de gerenciamento de reservatórios. Dissertação, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, PE, Brasil.
QUEIPO, N. V. et al., 2005. Surrogate-based analysis and optimization. Progress in Aerospace Sciences, Volume 41, p. 1”“28.
RAJ, D., 1968. Sampling Theory. New York: McGraw-Hill. Regression for Approximation of Complex Engineering Analyses”, Journal of Mechanical Design, n. 127, v. 6, pp. 1077-1087.
ROCHA, R. S. Determinação Experimental de Correntes do Processo de Destilação Molecular de Resíduos de Petróleo e Extensão da Curva PEV, 2008. 190 f. Tese (Mestrado em Engenharia Química) - Departamento de Engenharia Química, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2008.
SÁNCHEZ, I. F. H., 2011. Quadrados Latinos com Aplicações em Engenharia de Software, Dissertação de Mestrado. Recife: UFPE.
SANTNER, T.J., WILLIAMS, B.J., NOTZ, W.I., 2003, The Design and Analysis of Computer Experiments, New York, Springer-Verlag.
SEADER, J. D.; HENLEY E. J.; Separation Process Principles, 1998, 2nd (2005) Editions. John Wiley & Sons Inc.
SILVA, E. E. Otimização de estruturas de concreto armado utilizando algoritmos genéticos. Trabalho de dissertação ”“ Universidade de São Paulo. 2001.
YAMAMOTO, J. K.; CONDE, R.. Classificação de recursos minerais usando a variância da interpolação. Revista Brasileira de Geociência, v. 29, n. 3, p. 349-56, 1999.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Given the public access policy of the journal, the use of the published texts is free, with the obligation of recognizing the original authorship and the first publication in this journal. The authors of the published contributions are entirely and exclusively responsible for their contents.
1. The authors authorize the publication of the article in this journal.
2. The authors guarantee that the contribution is original, and take full responsibility for its content in case of impugnation by third parties.
3. The authors guarantee that the contribution is not under evaluation in another journal.
4. The authors keep the copyright and convey to the journal the right of first publication, the work being licensed under a Creative Commons Attribution License-BY.
5. The authors are allowed and stimulated to publicize and distribute their work on-line after the publication in the journal.
6. The authors of the approved works authorize the journal to distribute their content, after publication, for reproduction in content indexes, virtual libraries and similars.
7. The editors reserve the right to make adjustments to the text and to adequate the article to the editorial rules of the journal.