Desenvolvimento de um software como serviço para otimizar a alocação de peças cerâmicas em fornos de tratamento térmico

Resumo

A produção de peças cerâmicas de alta resistência é um processo composto por várias fases. Inicialmente, é realizada a mistura dos tipos de pó cerâmico e a prensagem destes compostos, definindo o formato de cada peça. Em seguida, uma fase de usinagem remove os resíduos da prensa das peças. Após esta fase, é realizado o tratamento térmico, etapa na qual a peça passa por um período em altas temperaturas (queima), dando a rigidez e qualidade necessária para esta. Por fim, é feita a retificação para dar o acabamento final ao produto. O tratamento térmico é uma fase de grande relevância. Neste processo, as peças são alocadas em um forno para a queima, que pode ultrapassar 50 horas em temperaturas de até 1640 graus Celsius. Estes fornos são geralmente aquecidos utilizando energia elétrica ou GLP (gás liquefeito de petróleo) e acarretam em um alto uso dos recursos das indústrias. Além disso, o ambiente em que estes fornos estão dispostos é quente, gerando desconforto aos funcionários. A seleção das peças que serão alocadas em cada forno para o tratamento térmico, bem como o uso do menor número possível de fornos é importante para a redução dos custos da queima. Prever como as peças estarão dispostas no forno, mantendo a estabilidade do forno também é importante, pois minimiza o tempo com o processo de montagem. Se no processo de queima acontecer um desequilíbrio da carga com movimentação das peças, algumas podem ser comprometidas e, consequentemente, descartadas. Não é de conhecimento que este problema possua patente publicada ou referência na literatura. Neste cenário, o objetivo é propor um software de otimização do tipo "Software as a Service" (SaaS) para a resolução deste problema, gerando a melhor forma de alocação das peças nos fornos, mantendo a estabilidade e reduzindo o número de fornos necessários para fazer o tratamento térmico. Por se propor um serviço de otimização em nuvem, as indústrias não precisarão dispor de computadores de alto desempenho ou com configurações especificas para a resolução do problema. O software deverá ser intuitivo, não demandando alto conhecimento técnico para ser utilizado e deverá ser eficiente no tempo de resposta do problema, agilizando o processo na indústria. Ainda, as soluções deverão ser de fácil interpretação, para que a seleção das peças e a alocação destas nos fornos pelo funcionário seja realizada de forma eficiente, visto que esta atividade é realizada em um ambiente de altas temperaturas. Para atingir estes objetivos, serão utilizadas técnicas de otimização combinatória, como modelagem matemática e heurísticas junto a linguagens web. O resultado esperado é um serviço SaaS que auxilie a indústria no planejamento das queimas, com soluções de qualidade igual ou superior à que a indústria usa atualmente reduzindo do número de fornos, levando a um impacto direto no uso de recursos e lucro da indústria. Também espera-se reduzir o tempo gasto pelos funcionários para a seleção e alocação de peças nos fornos. (AU)