4.2 MODELAGEM EM PLIM
4.2.1 Nomenclatura modelo PLIM
S˜ao elementos relevantes para o modelo os tanques (tq), as operac¸˜oes (op) e as bateladas (bt). O conjunto dos Tanques (T Q) engloba todos os tanques do PTF do cen´ario a ser executado, o conjunto das operac¸˜oes (OP) ´e uma uni˜ao dos sub-conjuntos das operac¸˜oes de recebimento (OPE) e envio (OPS) da refinaria (produc¸˜ao, demanda e polidutos). Esta divis˜ao ocorre para identificar quando o tanque est´a recebendo ou enviando. O conjunto das bateladas (BT ) engloba todas as movimentac¸˜oes, que podem ou n˜ao ocorrer (bateladas fict´ıcias), de carga e descarga em tanques (produc¸˜ao-tanque, poliduto-tanque, tanque-demanda, tanque-poliduto). Cada operac¸˜ao (op) pode ser quebrada em bateladas (bt), sendo que cada uma destas bateladas ocorre para diferentes pares origem-destino.
As operac¸˜oes (op) s˜ao origin´arias das movimentac¸˜oes resultantes do otimizador proposto por Boschetto (2011) onde s˜ao tratadas como bateladas. Aqui foram adaptados como dados de entrada, portanto s˜ao denominadas de operac¸˜oes, inclusive para n˜ao ocorrer conflito de termos, pois para a tancagem, as movimentac¸˜oes que ocorrem dentro da refinaria s˜ao bateladas. Sendo assim, como j´a comentado no cap´ıtulo 3, para a formulac¸˜ao do modelo PLIM optou-se denominar as bateladas da rede de polidutos como operac¸˜oes (dados de entrada do modelo). E as bateladas internas da refinaria, que fazem parte da soluc¸˜ao do modelo, como simplesmente bateladas. ´Indices tq Tanques op Operac¸˜oes bt Bateladas Conjuntos T Q conjunto de Tanques
OPP conjunto da Operac¸˜ao de Produc¸˜ao
OPX conjunto das Operac¸˜oes de Polidutos de Entrada OPD conjunto da Operac¸˜ao de Demanda
OPY conjunto das Operac¸˜oes de Polidutos de Sa´ıda OPE conjunto das Operac¸˜oes de Entrada OPP ∪ OPX OPS conjunto das Operac¸˜oes de Sa´ıda OPD ∪ OPY
OP OPE ∪ OPS
BT conjunto das Bateladas
Duas vari´aveis bin´arias foram definidas para o modelo eptq,bt e cdtq,op,bt. Ambas
servem para indicar em qual estado o tanque se encontra na batelada bt. Para cada batelada bt o tanque pode estar em duas condic¸˜oes: livre de movimentac¸˜ao (indicado por eptq,bt) ou
executando uma batelada de carga/descarga devido a uma movimentac¸˜ao de recebimento/envio referente a alguma operac¸˜ao (indicado por cdtq,op,bt). ´E importante comentar que o conjunto BT
(Bateladas) engloba todas as movimentac¸˜oes internas (que ocorrem dentro da refinaria), sendo que cada elemento referenciado pelo ´ındice bt ´e uma ocorrˆencia de movimentac¸˜ao com tempo inicial e final. Quando uma movimentac¸˜ao de fato ocorre, possui durac¸˜ao e volume maiores que zero devido `a ativac¸˜ao da vari´avel bin´aria (cdtq,op,bt = 1). Ao contr´ario, quando a vari´avel
bin´aria n˜ao ´e ativada (cdtq,op,bt = 0), a batelada possui durac¸˜ao e volumes nulos. Isso pode ser
observado por meio das restric¸˜oes 24 e 25 apresentadas mais adiante.
eptq,bt indica se o tanque tq est´a em espera na batelada bt
cdtq,op,bt indica se o tanque tq est´a ativo (carga/descarga) na batelada bt
Al´em das vari´aveis bin´arias citadas o modelo inclui vari´aveis cont´ınuas vinculadas aos elementos: tanques, operac¸˜oes e bateladas. As vari´aveis Esttq,bt e vCDtq,op,bt representam
quantidades volum´etricas. A primeira mostra a quantidade de produto no tanque tq em determinado momento (ou batelada bt). A segunda mostra a quantidade movimentada em cada operac¸˜ao op no tanque tq e tamb´em, em determinado momento do H (determinada bt). As vari´aveis de tempo podem ser analisadas como parte de dois grupos: os tempos das bateladas e os de carga/descarga nos tanques (todos em horas).
Neste ponto ´e importante entender a diferenc¸a conceitual que existe entre uma batelada e um evento no tanque. Ambos s˜ao carga e descarga mas relacionados a diferentes pontos de vista. A batelada ´e uma movimentac¸˜ao de carga ou descarga na refinaria e pode estar sendo recebida ou enviada por qualquer tanque. Cada uma das operac¸˜oes (produc¸˜ao, demanda, bateladas nos polidutos) pode, ou at´e deve, ser quebrada em bateladas que est˜ao alinhadas com diferentes tanques ao longo do H. O evento ´e referente `a movimentac¸˜ao de carga e descarga no tanque, e deve estar atrelado temporalmente a alguma batelada quando o tanque est´a em atividade (cdtq,op,bt = 1).
As vari´aveis tiBTop,bt e t f BTop,bt apontam o in´ıcio e fim de cada batelada bt e est˜ao
relacionadas `a quebra das operac¸˜oes (op) em per´ıodos menores de tempo. Por sua vez as vari´aveis tiCDtq,bt e t f CDtq,bt mostram os valores iniciais e finais de uma carga ou de uma
descarga no tanque tq, quando esta ocorre (batelada bt verdadeira). Ainda, s˜ao listadas as vari´aveis de folga que representam violac¸˜oes estruturais e operacionais do problema. Neste grupo est˜ao as violac¸˜oes de capacidade do tanque e tempo da operac¸˜ao. Cada vari´avel de violac¸˜ao de capacidade de tanque mostra quanto o estoque do tanque tq ultrapassa do limite inferior (vcMintq,bt) ou superior (vcMaxtq,bt) na batelada bt. De modo an´alogo, cada vari´avel de
violac¸˜ao do tempo da operac¸˜ao mostra quanto, em horas, cada batelada bt ultrapassa o momento de in´ıcio (vtMinop,bt) ou de fim (vtMaxop,bt) da operac¸˜ao op. Essas vari´aveis de folga est˜ao
presentes na func¸˜ao objetivo (FO) do modelo. A seguir s˜ao listadas as vari´aveis cont´ınuas.
Esttq,bt volume de produto no tanque tq na batelada bt (m3)
vCDtq,op,bt volume de carga ou descarga no tanque tq na batelada bt (m3) tiBTop,bt tempo inicial da batelada bt no per´ıodo da operac¸˜ao op (h) t f BTop,bt tempo final da batelada bt no per´ıodo da operac¸˜ao op (h)
tiCDtq,bt tempo inicial do evento (carga/descarga) no tanque tq na batelada bt (h)
t f CDtq,bt tempo final do evento (carga/descarga) no tanque tq na batelada bt (h) vcMintq,bt violac¸˜ao de capacidade m´ınima do tanque tq na batelada bt (m3) vcMaxtq,bt violac¸˜ao de capacidade m´axima do tanque tq na batelada bt (m3) vtMinop,bt violac¸˜ao temporal de in´ıcio da operac¸˜ao op na batelada bt (h)
vtMaxop,bt violac¸˜ao temporal de fim da operac¸˜ao op na batelada bt (h)
Os parˆametros do modelo representam dados sobre a situac¸˜ao dos tanques e das movimentac¸˜oes de operac¸˜ao. Referentes aos tanques s˜ao utilizadas trˆes informac¸˜oes: o EST OCADOtq; CAPMINtq; e CAPMAXtq. O primeiro valor representa o volume em cada
tanque no in´ıcio do exerc´ıcio (estoque inicial). Os outros dois respectivamente representam a capacidade m´ınima (ou lastro) e m´axima que cada tanque tq suporta. Entre os parˆametros que representam as movimentac¸˜oes de cada operac¸˜ao op est˜ao V OLU MEop, que trata de todo
montante transportado na operac¸˜ao, INICIOop e FIMop que s˜ao referentes, respectivamente,
ao momento de in´ıcio e fim para cada operac¸˜ao op. Por ´ultimo existe a VAZAOop, que ´e o
parˆametro que define o fluxo do produto na operac¸˜ao op.
Parˆametros
EST OCADOtq estoque inicial do tanque tq no in´ıcio do H (m3) CAPMAXtq capacidade volum´etrica m´axima do tanque tq (m3) CAPMINtq capacidade volum´etrica m´ınima do tanque tq (m3)
V OLU MEop volume mensal de cada operac¸˜ao op (m3) INICIOop tempo inicial da operac¸˜ao op (h)
FIMop tempo final da operac¸˜ao op (h)
VAZAOop vaz˜ao (fluxo) nominal da operac¸˜ao op (m3/h)
SETU P tempo de homologac¸˜ao do produto ap´os qualquer recebimento em tanque (4 horas)
m valor muito pequeno (garante valor m´ınimo em algumas restric¸˜oes; usado em formulac¸˜oes BIG-M)