Modelagem, simulação e otimização de processos operacionais complexos das infraestruturas logístico-portuárias: gémeos digitais do porto
Otimização de processos do sistema industrial-logístico-portuário, mediante o uso de técnicas de modelagem, simulação, gémeo digital e otimização.
Investigador principal
Investigador
Sede
Tecnología
Modelagem Matemática. Otimização. Simulação
Agentes agregados
Resumo da proposta
O projeto está focado na investigação e no desenvolvimento de modelos matemáticos e técnicas de otimização que permitam o melhoramento de diferentes processos operacionais e logísticos no quadro das instalações portuárias. Ao mesmo tempo, abordar-se-á o desenvolvimento de gémeos digitais do sistema logístico-portuário, onde se integrarão os modelos e técnicas de otimização anteriores. Deste modo, obter-se-á uma alta capacidade de simulação e análise preditiva de cenários, com ligação a dados reais, possibilitando a investigação de casos de melhoramento e a otimização do sistema, com estudo de casos aplicados especialmente ao sistema logístico-portuário de Sevilha.
Objetivo do projeto
Os objetivos que se pretende alcançar mediante a execução do presente projeto, e a linha de investigação doutoral associada, são os seguintes:
1. Investigar e gerar modelos de processos operacionais e infraestruturas do porto de Sevilha e da comunidade logística utilizadora (gémeos digitais do porto e das cadeias logísticas e de transporte).
2. Desenvolver técnicas de otimização avançada, baseadas em modelos para o melhoramento dos processos operacionais logístico-portuários sobre os parâmetros e cenários ativados pelos modelos anteriores.
3. Investigar cenários e casos concretos de melhoramento do rendimento da infraestrutura logística (eficiência, capacidade, custos, produtividade, segurança, meio ambiente).
4. Contribuir para o melhoramento de técnicas de decisão e a sua integração em ambientes operacionais.
Resultados esperados e indicadores
Alguns dos resultados que se espera obter durante a execução do projeto são:
1. Elaboração de modelos digitais de sistemas ciberfísicos e a sua integração em plataformas operacionais.
2. Simulação de casos reais aplicados ao ambiente do porto de Sevilha.
3. Desenvolvimento e implementação de novas técnicas de otimização orientadas para o melhoramento de processos logístico-portuários.
4. Apoio ao melhoramento do rendimento das infraestruturas logísticas, à sua eficiência, capacidade, custos, produtividade e segurança.
5. Identificação e proposta de novas soluções que prestem apoio à tomada de decisões.
6. Contribuição para a transformação tecnológica e digitalização do porto de Sevilha
Justificação do potencial impacto tecnológico do projeto (TRL)
O setor logístico-portuário na Espanha caracteriza-se por uma operação não centralizada de alta complexidade, com um baixo nível de digitalização e otimização, e em que intervêm múltiplos atores. A investigação que será desenvolvida no quadro deste projeto, em conjunção com as denominadas “Modelagem e mineração de processos de negócios do setor logístico-portuário” e “Otimização meta-heurística e gestão da incerteza em simuladores de gémeos digitais de infraestruturas complexas logístico-portuárias“, proporcionará ferramentas para se conseguir uma maior eficiência nos processos que são desenvolvidos neste complexo cenário. Estes cenários de maior eficiência serão o resultado de uma análise top-down que procura uma coordenação mais eficaz dos objetivos e das atividades nos portos e no seu ambiente, modelos matemáticos construídos com base numa mineração bottom-up de processos reais e no desenvolvimento/aplicação de algoritmos matemáticos de otimização sobre o cenário global.
Os resultados do projeto podem constituir a base para o desenvolvimento, por parte da Portel, de novas funcionalidades nos seus atuais sistemas, que proporcionem melhoramentos destacáveis no planeamento e nos processos operacionais no contexto logístico-portuário, com participação dos diferentes atores envolvidos. Tais sistemas permitirão a personalização das soluções e serviços proporcionados, o uso partilhado dos recursos e a consideração de aspetos ambientais. Este desenvolvimento contaria com um potencial de aplicação pelo menos a nível nacional.
No caso concreto do Porto de Sevilha, que focaliza a atividade do projeto e que é considerado como um ativo de grande valor para a cidade, o projeto conduzirá a um melhoramento da sua competitividade, produtividade, eficiência operacional e, em última instância, a um aumento da atividade portuária. Pelo facto de os objetivos do projeto estarem alinhados com os que foram traçados no Plano Estratégico do Porto de Sevilha, é de esperar um alto potencial de suscetibilidade de aplicação.
