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[en] COST REDUCTION STRATEGIES IN OFFSHORE AIR TRANSPORT OPERATIONS / [pt] ESTRATÉGIAS DE REDUÇÃO DE CUSTOS NAS OPERAÇÕES DE TRANSPORTE AÉREO OFFSHORE

FILIPE MACHADO HERINGER 02 February 2021 (has links)
[pt] Um importante ramo do estudo de logística é aquele que se preocupa com a otimização da eficiência do uso de recursos de transporte. No segmento de aviação da Petrobras, que transporta cerca de 20 por cento de todos os passageiros offshore do planeta, otimizações são bastante significativas e podem gerar importantes benefícios econômicos (menor custo total), logísticos (maior disponibilidade de recursos), ambientais (menores emissões de gases poluentes) e de segurança (menor exposição aos riscos da atividade). Por estes motivos, é imperativo que se busque formas de aumentar a eficiência do uso das aeronaves contratadas, maximizando sua utilização dentro de limites permitidos por normas de voo offshore, limites de fadiga de tripulantes, limites operacionais dos aeroportos de origem e destino, além de limites de capacidades de cada aeronave. Neste sentido, o objetivo deste estudo é apresentar o desenvolvimento de soluções para redução dos custos da operação aérea, buscando o máximo aproveitamento das aeronaves contratadas, a partir de uma proposta de otimização da programação de voos através da resolução de um resolução de uma formulação de Programação Linear Inteira, que estende um Problema de Múltiplas Mochilas, respeitando as limitações impostas por regulamentação e necessidades operacionais. Foi desenvolvida uma ferramenta computacional e os resultados obtidos a partir deste trabalho foram implementados nas operações da Petrobras e fazem parte do Plano de Resiliência desta empresa. Os ganhos econômicos obtidos representam uma redução de 100 milhões de reais no quinquênio do Plano de Negócios e Gestão 2020-2024, o que comprova o benefício das soluções implementadas. / [en] An important field of the logistics study is one that is concerned with optimizing the efficiency of the use of transport resources. In Petrobras aviation segment, which transports about 20 percent of all offshore passengers worldwide, optimizations are quite significant and can generate important economic (lower total cost), logistical (increased availability of resources), environmental (lower emissions of polluting gases) and safety (reduced exposure to the risks of the activity) benefits. For these reasons, it is imperative to seek ways to increase efficiency in the use of contracted aircrafts, maximizing their use within the boundaries imposed by offshore flight rules, crew fatigue restrictions, operational restrictions of the origin and destination airports, in addition to capacity limits for each aircraft. Hereupon, the objective of this study is to present the development of solutions to reduce the costs of aerial operation, seeking the maximum use of contracted aircrafts, based on a proposal to optimize the flight schedule through the resolution of an Integer Linear Programming formulation that extends a Multiple Knapsack Problem, but within the boundaries imposed by regulations and operational needs. A computational tool was developed and results obtained from this work were implemented in Petrobras operations, and are part of this company s Resilience Plan. The economic gains obtained represent a reduction of USD 27 million in the five-year period of the 2020-2024 Business Plan, which proves the benefit of the implemented solutions.
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Modelos matemáticos e algoritmos para problemas combinatórios

Ravelo, Santiago Valdes 18 February 2011 (has links)
Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-03-17T17:31:58Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Santiago Valdés Ravelo - 2011.pdf: 730949 bytes, checksum: 92c89c8c1f240082004834898896b9ba (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2016-03-17T17:35:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Santiago Valdés Ravelo - 2011.pdf: 730949 bytes, checksum: 92c89c8c1f240082004834898896b9ba (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-17T17:35:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Santiago Valdés Ravelo - 2011.pdf: 730949 bytes, checksum: 92c89c8c1f240082004834898896b9ba (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2011-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work considers three relevant NP-hard problems. The firstone is the one-dimensional cutting stock problem in which the non-used material in the cutting patterns may be used in the future. For this problem we analyze the existing mathematical models, propose new models, design a heuristic and two metaheuristic approaches, being their performances improved by using parallel programming, and solve instances, practical and randomly generated, from the literature. The computational experiments were quite good for all tested instances. The second problem we consider is the stable roommates problem (a variant of the stable matching problem). For this we give two mathematical programming models, sequential and parallel implementations of a Tabu Search, and a Branch-andBound. Also, we report computational experiments to instances of the problem. The last problem we consider is the compartmentalized knapsack problem (a generalization of the knapsack problem) for which we analyze a quadratic integer model and give a linear integer model. We design a greedy heuristic and a GRASP algorithm, that uses path-relinking, and solve randomly generated instances. All parallel implementations use Graphics Processing Units (GPUs). / Este trabalho considera três problemas, NP-difíceis, relevantes de estudo em otimização combinatória. O primeiro deles é o problema de corte uni-dimensional de objetos, onde o material não usado pelos padrões de corte pode ser usado no futuro. Para este problema analisamos os modelos matemáticos existentes, propomos novos modelos, projetamos uma heurística construtiva e duas metaheurísticas, sendo seus desempenhos melhorados com programação paralela, e resolvemos instâncias, práticas e aleatórias, encontradas na literatura; sendo os experimentos computacionais muito bons para todas as intânciastestadas.Osegundoproblemaqueconsideramoséoproblemadoscompanheiros estáveis (stable roommates problem), uma variante do problema de emparelhamento estável (stable matching problem). Para este propomos dois modelos matemáticos, uma implementação sequencial e uma paralela de uma Tabu Search, e um Branch-andBound. Também reportamos experimentos computacionais para instâncias do problema. O último problema considerado é o da mochila compartimentada (uma generalização do problema clássico da mochila), para o qual analisamos uma modelagem quadrática inteira e propomos um modelo linear inteiro; também projetamos uma heurística gulosa, um algoritmo GRASP, que usa path-relinking, e resolvemos intâncias geradas aleatóriamente. Todas as implementações em paralelo usam unidades de processamento gráfico (Graphics Processing Units, GPUs).

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