Análise multicritério dos custos e riscos associados à manutenção de vagões
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Lucas de Souza Batista
Michel Bessani
André Luiz Maravilha Silva
Michel Bessani
André Luiz Maravilha Silva
Resumo
O gerenciamento estratégico da manutenção de vagões é um aspecto crítico para as
concessionárias ferroviárias, visto que falhas inoportunas comprometem a produção e
geram perdas financeiras significativas. Neste estudo, é apresentada uma metodologia
integrada ao gerenciamento e planejamento da manutenção de ativos. Um modelo
de otimização multiobjetivo é proposto, minimizando simultaneamente os custos das
políticas de manutenção e o custo dos riscos previstos por falhas inesperadas, com base
em estimativas estatísticas da probabilidade de falha e no impacto econômico esperado
das falhas.
O problema foi modelado por meio de programação linear inteira e resolvido por
meio de uma abordagem ε-Restrito, para a obtenção de algumas soluções Pareto-
ótimas e posterior tomada de decisão. A ferramenta apresenta resultados que permitem
identificar quanto se economiza em risco ao se investir em manutenções com menores
probabilidades de falha, além de apresentar uma lista contendo qual manutenção deve
ser executada para cada um dos vagões em cada um dos anos do ciclo de investimentos.
A ferramenta proposta é testada em um conjunto de dados reais de uma empresa
de transporte ferroviário, por meio de uma análise comparativa entre os resultados
obtidos para o primeiro ano de planejamento e o cenário real de 2019. Essa análise
permitiu explorar os ganhos da metodologia quando comparada ao método empírico
usualmente realizado, identificando pontos de melhoria nos processos da empresa em
estudo.
Abstract
The strategic management of railcar maintenance is a critical aspect for railway concessionaires,
since unnexpected failures compromise production and generate significant
losses in financial health. This study presents an integrated methodology for asset
maintenance management and planning. A multi-objective optimization model is implemented,
considering the minimization of maintenance costs and predicted risks as
the main goals, based on statistical estimates of the probability of failure and the
expected economic impact of the failures.
The problem is modeled using integer linear programming and an ε-Restricted
approach is employed to obtain some Pareto-optimal solutions, which can be later
subjected to decision making. The tool presents results that allow to identify how
much is saved in risk when investing in more detailed maintenance. In addition, the
proposed tool also provides a list containing which maintenance must be performed for
each of the wagons in each of the years of the investment cycle.
The proposed algorithm is tested on a set of real data from a railway transport
company, through a comparative analysis between the results of the first year of planning
and the the real scenario for the year 2019. This analysis allowed to explore the
gains of the methodology when compared to the empirical method usually performed,
identifying points of improvement in the processes of the company under study.
Assunto
Engenharia elétrica, Confiabilidade (Engenharia), Custos, Manutenção - Planejamento, Otimização multiobjetivo, Vagões (Ferrovias)
Palavras-chave
Vagão, Planejamento da manutenção, Análise da confiabilidade, Custos e riscos associados, Otimização multiobjetivo