PROFICAM - Mestrado Profissional em Instrumentação, Controle e Automação de Processos de Mineração

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PROFICAM é coordenado em associação no âmbito do convênio firmado entre a Universidade Federal de Ouro Preto e o Instituto Tecnológico Vale - UFOP/ITV.

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Uma abordagem de natural language processing para um atendente virtual de uma central de serviços de tecnologia.
(2023) Martins, Krysthian Faria; Bianchi, Andrea Gomes Campos; Bianchi, Andrea Gomes Campos; Coelho, Bruno Nazário; Rodrigues, Lina Maria Garces
Devido à ascensão da tecnologia no decorrer das últimas décadas, observa-se a relevância da utilização de sistemas de automação que ofereçam suporte ao negócio. Tais aplicações se inovam, bem como oferecem benefícios aos procedimentos empresariais frequentemente, o que torna sua disponibilidade essencial às instituições. Usinas, a exemplo da Vale, não operam se o Sistema Supervisório não estiver disponível. Diante desse cenário, torna-se imprescindível o apoio de uma equipe capacitada de suporte que opere por 24 horas durante os 7 dias da semana, para restabelecer eventuais falhas nos sistemas visando seu melhor funcionamento. Verifica-se, também, a necessidade de categorizar as aplicações por sua criticidade, com o objetivo de priorizar o atendimento, haja vista que, por vezes, não é ofertada uma quantidade satisfatória de atendentes para todos os usuários de imediato, principalmente em erros de sistema ou hardware críticos. O objetivo dessa pesquisa é aumentar a equipe de suporte, por meio de atendentes virtuais capazes de conversar, interpretar e executar scripts, para resolver tais impasses. Será utilizado Processamento de Linguagem Natural para o desenvolvimento desse atendente virtual, uma ferramenta eficaz de inteligência artificial. As Centrais de Serviços de Tecnologia utilizadas como base serão da Diretoria de Tecnologia da Vale S.A.
Abordagem sistêmica aplicada à perfuratriz autônoma : uma análise com foco na segurança operacional e cibernética.
(2018) Freitas Júnior, Luiz Rogério de; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Lemos, Francisco Luiz de; Garcia, Luis Guilherme Uzeda; Euzébio, Thiago Antonio Melo; Lemos, Francisco Luiz de; Barros, Péricles Rezende
Dentro de todos os processos que compõem a cadeia produtiva dos minerais, a segurança operacional dos ativos e, mais recentemente cibernética deve ser, e é uma preocupação constante. Com toda evolução nos processos produtivos, os métodos de análise precisavam evoluir juntos, uma vez que a análise baseada em erros humanos ou de falhas individuais de componentes, não estão conseguindo evitar efetivamente os casos de acidentes. Nesse contexto, neste trabalho estuda-se a viabilidade da aplicação da teoria de sistemas com a metodologia STAMP (Systems-Theoretic Accident Model and Process) e uma de suas ferramentas, STPA, incluindo sua derivação com foco em segurança cibernética STPA-Sec, dentro do ambiente da indústria mineral. Para isso foi realizada uma aplicação da ferramenta na operação unitária de perfuração, mais especificamente em uma perfuratriz autônoma. Como resultado deste trabalho, foram percebidas diversas restrições de segurança e ações de mitigação para reduzir os riscos operacionais e digitas do equipamento. Dessa maneira, foi percebida a boa eficiência e flexibilidade da ferramenta quando aplicada a sistemas complexos, como é o caso da perfuratriz autônoma, objeto no qual foi realizado o teste de conceito.
Algoritmo aco rank based aprimorado para uso na seleção de variáveis em modelos de classificação.
(2023) Delamora, Roberto Alexandre; Coelho, Bruno Nazário; Sabino, Jodelson Aguilar; Coelho, Bruno Nazário; Sabino, Jodelson Aguilar; Souza, Marcone Jamilson Freitas; Haddad, Matheus Nohra
Seleção de atributos é um processo onde se busca o melhor subconjunto de variáveis em um determinado conjunto de dados. Em um mundo em que as decisões são cada vez mais baseadas em dados, torna-se essencial o uso de ferramentas que realizem, de forma mais eficiente, essa seleção de variáveis, visando melhorar o desempenho final dos modelos. Neste trabalho, é utilizado como referência o algoritmo pertencente à meta-heurística de otimização por colônia de formigas (ACO), originalmente criado para tratar o problema do Caixeiro Viajante (TSP), e são introduzidas melhorias para adequá-lo à tarefa de seleção de variáveis. O novo algoritmo proposto utiliza métodos Filter-Wrapper em sua estrutura e uma função de aptidão criada especificamente para refinar a seleção de soluções. Esta abordagem foi avaliada em conjuntos de dados do repositório de aprendizado de máquina UCI e os resultados foram comparados com outro algoritmo recentemente publicado que é considerado referência na seleção de variáveis usando ACO. O algoritmo proposto apresentou ganhos importantes no desempenho, superando o algoritmo de comparação na maioria dos casos estudados.
Algoritmos evolutivos para solução da cinemática inversa de robôs com até sete graus de liberdade : um estudo da aplicabilidade em processos de mineração.
(2020) Farnese, Matheus Alves e; Pessin, Gustavo; Freitas, Gustavo Medeiros; Pessin, Gustavo; Freitas, Gustavo Medeiros; Cocota Júnior, José Alberto Naves; Osório, Fernando Santos
O cálculo da cinemática inversa de um manipulador robótico consiste em determinar a posição das juntas do robô de forma que seu efetuador alcance uma posição e orientação definida. Conforme a arquitetura do robô e a pose desejada, o problema pode possuir uma, múltiplas, inúmeras ou até mesmo nenhuma solução. Essa dissertação apresenta o desenvolvimento e aplicação de técnicas de algoritmos genéticos para determinação da cinemática inversa à de um manipulador robótico de até sete graus de liberdade. Buscando melhor desempenho para a aplicação específica, são investigadas diferentes configurações de algoritmos genéticos, considerando os efeitos da população inicial, número de gerações, métodos de seleção, crossover e mutação. São apresentados também os resultados da ponderação da função objetivo do algoritmo genético para melhorar a eficiência energética da movimentação do robô. Para levar o manipulador ate a pose determinada pelo AG é proposto e implementado um controle de trajetória através das velocidades das juntas, calculadas através de um polinômio de quinto grau. Todas as soluções propostas são simuladas em ambientes virtuais utilizando os manipuladores IRB120 e IRB6700. Para validar a solução com 6DoF, os algoritmos desenvolvidos no MatLab são integrados ao RobotStudio. Já as simulações para validação das soluções de 7DoF e o controle de velocidade são realizadas integrando o MatLab ao CoppeliaSim. Por fim, estão apresentados nessa dissertação testes dos resultados alcançados aplicados em um robô real.
Algoritmos para o problema de sequenciamento de tarefas em máquinas paralelas idênticas.
(2020) Ribeiro, Klevison Daniel de Oliveira; Souza, Marcone Jamilson Freitas; Cota, Luciano Perdigão; Souza, Marcone Jamilson Freitas; Cota, Luciano Perdigão; Guimarães, Frederico Gadelha; Ribeiro, Roberto Gomes; Haddad, Matheus Nohra
Este trabalho trata do Problema de Sequenciamento de Tarefas em Máquinas Paralelas Idênticas objetivando minimizar o makespan e o custo total de energia (TEC). Neste problema busca-se alocar um grupo de tarefas a um conjunto de máquinas disponíveis de forma a se reduzir os custos de operação. Tal classe de problemas tem sido amplamente estudada atualmente, dada a grande busca pela eficiência energética e a otimização dos processos de produção. Além disso, a investigação de tal problema se justifica por ele pertencer à classe NP-difícil. Para solucioná-lo, foi ajustado um modelo bi-objetivo da literatura para uma abordagem mono-objetiva por soma ponderada. Também foram adaptados dois algoritmos baseados na meta-heurística Iterated Local Search (ILS): o primeiro, referido como ILS apenas, é uma versão clássica do método proposto na literatura. Já o segundo, é uma versão aperfeiçoada, denominada Smart Iterated Local Search, ou apenas SILS. Nessa versão adaptada, a dinâmica de perturbação é alterada em relação ao algoritmo clássico, permitindo um melhor desempenho da busca local incorporada ao método. Enquanto no ILS clássico o nível de perturbação é alterado sempre que não ocorre melhora na solução, no SILS são realizadas novas tentativas de melhoria em um mesmo nível de perturbação. Tal modificação foi realizada partindo da hipótese de que o aumento de nível da perturbação pode ser precipitado, visto que se trata de um movimento aleatório e que o vizinho gerado por este movimento pode não ter sido bom para a continuidade da busca. Os dois algoritmos implementados têm o mesmo método de busca local, o Randomized Variable Neighborhood Search (RVND). Para testar os algoritmos foram utilizadas instâncias da literatura de pequeno e grande porte. Ambos os algoritmos foram calibrados pelo software Irace. Os resultados dos algoritmos foram comparados entre si e também com os do otimizador CPLEX. Com base nos resultados, verificou-se que o SILS se mostrou mais eficiente do que o ILS clássico com relação à capacidade de encontrar melhores soluções.
Análise de ferramentas para corte de borracha no processo de filetamento de cabo de aço em emenda de correia transportadora.
(2020) Silva, Pablo César da; Magalhães, Paulo Henrique Vieira; Castro, Ana Leticia Pilz de; Magalhães, Paulo Henrique Vieira; Castro, Ana Leticia Pilz de; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Viana, Edna Maria de Faria
Os transportadores de correia têm prevalecido no deslocamento de materiais a granel por vantagens econômicas, confiabilidade e versatilidade, segurança e capacidade. Na mineração têm papel fundamental, estão presentes em todas as etapas do processo. A substituição ou a instalação de uma nova correia de cabo de aço pode levar em média 42 horas para ser concluída. Atualmente, todo o processo é executado manualmente. O desenvolvimento de novas soluções automatizadas podem reduzir: o tempo de execução da emenda, a exposição humana aos riscos da atividade e os custos do processo. Este trabalho propõe o estudo de uma solução para remoção de borracha das correias, com a finalidade de aumentar a automatização do processo de emenda de correias. Muito tempo é despendido na remoção da borracha sobre os cabos de aço da estrutura da correia. Testes preliminares foram feitos usando uma lâmina padrão para identificar as forças envolvidas no processo convencional. Uma lâmina aquecida em formato do perfil dos cabos de aço da correia foi avaliada dentro dos limites de temperatura da correia. Uma ferramenta de corte por ultrassom também foi testada em diferentes frequências de operação. As ferramentas estudadas apresentaram menores esforços e menor tempo de execução dos cortes quando comparadas à ferramenta convencional, além de grande potencial de serem utilizadas em processos automatizados.
Análise de mobilidade de um dispositivo robótico para inspeção remota de cavidades.
(2016) Rocha, Filipe Augusto Santos; Freitas, Gustavo Medeiros; Magalhães, Paulo Henrique Vieira; Freitas, Gustavo Medeiros; Magalhães, Paulo Henrique Vieira; Costa, Ramon Romankevicius; From, Pal Johan
Esta dissertação aborda o estudo da mobilidade de dispositivos robóticos que se locomovem sobre terrenos não estruturados. O robô investigado aqui é projetado para a inspeção de cavidades naturais. Este pode utilizar diferentes modos de locomoção, como rodas, rodas tipo estrela, pernas e até configurações híbridas. A comutação entre os modos é possibilitada por um sistema de troca rápida dos mecanismos de locomoção. Métricas são usadas para quantificar o consumo energético, estabilidade, capacidade de transpor obstáculos e velocidade de translação. Um ambiente de simulação é desenvolvido integrando o simulador V-REP, Robot Operating System (ROS) e bibliotecas em Python. É possível comandar os elementos virtuais através do ROS e obter as métricas de mobilidade através das bibliotecas. Diferentes ensaios são propostos para a avaliação do desempenho dos modos. Em especial, um dos ensaios é realizado em ambiente representativo baseado no mapa tridimensional de uma caverna real. Informações são obtidas através do cálculo das métricas propostas. Testes de campo utilizando um protótipo do robô mostram o comportamento do mesmo em diversas situações. Os resultados e comparações obtidos permitem avaliar as características de cada modo de locomoção e inferir as vantagens e desvantagens do uso de cada um. Os códigos implementados são disponibilizados em anexo e em repositórios na internet.
Aplicação de aprendizado por reforço profundo em uma atividade de pick and place executada por um manipulador robótico de 6 graus de liberdade.
(2022) Campos, Felipe Rigueira; Freitas, Gustavo Medeiros; Pessin, Gustavo; Freitas, Gustavo Medeiros; Pessin, Gustavo; Coelho, Bruno Nazário; Perez Imaz, Héctor Ignacio Azpúrua
Aplicações com robôs autônomos tem desempenhado um papel importante na indústria e na vida cotidiana. Dentre elas, as atividades de manipulação e deslocamento de objetos se destacam pela ampla variedade de possíveis aplicações. Essas atividades em ambientes estáticos conhecidos podem ser implementadas por meio de lógicas previstas pelo desenvolvedor, porém isso pode ser inviável em ambientes dinâmicos. Técnicas de Aprendizado de Máquinas têm procurado substituir a programação pré-definida pelo processo de ensinar o robô como agir, utilizando por exemplo algoritmos de Aprendizado por Reforço (AR). Esta dissertação apresenta a implementação de dois algoritmos de AR, Deep Deterministic Policy Gradient (DDPG) e Proximal Policy Optimization (PPO), para controle de orientação e posição de um manipulador robótico de 6 graus de liberdade (6-DoF). Os resultados foram analisados por meio de gráficos e simulações robóticas no software CoppeliaSim, e demonstram que o DDPG teve uma convergência mais rápida do aprendizado em atividades mais simples, porém se a complexidade do problema aumenta, ele pode não obter um comportamento satisfatório. Já o PPO consegue resolver problemas mais complexos, entretanto limita a taxa de convergência para o melhor resultado a fim de evitar instabilidade no aprendizado.
Aplicação de controlador Fuzzy supervisório em um secador na indústria de fertilizantes.
(2018) Pereira Júnior, Modesto; Euzébio, Thiago Antonio Melo; Guimarães, Frederico Gadelha; Euzébio, Thiago Antonio Melo; Guimarães, Frederico Gadelha; Monteiro, Paulo Marcos de Barros; Souza, Marcone Jamilson Freitas; Araújo, José Mário
No presente trabalho sugere-se um controlador fuzzy supervisório aplicado ao processo de secagem de fertilizantes. O processo de secagem de fertilizantes estudado é composto por uma câmara de combustão, um secador rotatório e um ventilador de exaustão. O controle regulatório existente é feito a partir de um controlador PID aplicado a uma malha de controle de vazão de ar de exaustão. O controle de temperatura é feito por meio de controlador PID para a adição de comburente e uma lógica desenvolvida em ladder, que gera set points pré-definidos para adição de combustível. A pesquisa foi desenvolvida considerando-se que o controlador fuzzy seria empregado em uma camada de controle acima do controle regulatório. A definição do nível de pertinência das variáveis, bem como as regras para o controlador foram baseadas na experiência dos operadores da planta industrial. Os resultados obtidos com o controlador fuzzy no nível supervisório foram comparados com o sistema de controle sem esta camada. Os resultados obtidos pelas duas estratégias de controle foram apresentados em tabelas e em figuras, mostrando o comportamento dinâmico do processo. Foi realizada uma comparação do desempenho utilizando a Integral do Valor Absoluto do Erro e do Índice de Harris. O ganho financeiro foi apresentado ao final do trabalho.
Aplicação de métodos de aprendizado de máquina para otimização do desempenho da prensa de rolos no processo de pelotização.
(2021) Abreu, Thiago Nicoli de; Silva, Saul Emanuel Delabrida; Bianchi, Andrea Gomes Campos; Silva, Saul Emanuel Delabrida; Bianchi, Andrea Gomes Campos; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Oliveira, Sérgio de
A tecnologia da prensa de rolos é útil nos processos de pelotização para cominuição do pellet feed e para o aumento da superfície específica do minério de ferro, o que impacta em ganhos de produtividade e qualidade na pelotização. O aumento da eficiência da prensa depende de um grande número de variáveis. Este trabalho identifica as variáveis de maior importância no ganho da superfície específica, desenvolve um modelo de classificação para determinar regras de configurações ótimas de operação e apresenta um modelo de regressão para predição da variável de superfície específica. As variáveis de maior influência foram ranqueadas e os setups ótimos de operação foram determinados, fatores estes que suportam a tomada de decisão pelos operadores e pela engenharia de processo. Os resultados deste trabalho agilizam e automatizam o diagnóstico do desempenho da prensa de rolos em tempo real.
A aplicação de Simheuristic para operação eficiente de um circuito de britagem.
(2019) Santos, Mário Sérgio dos; Euzébio, Thiago Antonio Melo; Souza, Marcone Jamilson Freitas; Cota, Luciano Perdigão; Euzébio, Thiago Antonio Melo; Souza, Marcone Jamilson Freitas; Cota, Luciano Perdigão; Monteiro, Paulo Marcos de Barros; Dórea, Carlos Eduardo Trabuco; Mazzinghy, Douglas Batista
Nem sempre a opção de utilizar todos os equipamentos disponíveis em uma linha de produção é a solução de maior produtividade. Neste trabalho, um algoritmo baseado em Simheuristic é aplicado em um sistema de suporte à decisão que busca a quantidade ótima de equipamentos que devem operar no circuito de britagem. O estudo é feito com base em um circuito de britagem de minério de ferro da usina de Conceição II, localizada em Itabira-MG, da empresa Vale S.A., composto por 16 britadores divididos em 4 estágios de britagem. Desenvolve-se um simulador do processo de britagem, considerando-se as dificuldades inerentes às aplicações industriais, tais como erros e/ou indisponibilidade de medições, imprecisão de modelos, dimensão do processo etc. Na sequência implementa-se o otimizador que tem como função objetivo o resultado da simulação. Os resultados de diversos cenários simulados mostram um aumento de produção e uma redução do consumo energético.
Aplicação de simulação dinâmica para suporte à decisão de alterações físicas e de controle em processos de cominuição.
(2021) Duarte, Robson Aparecido; Euzébio, Thiago Antonio Melo; Euzébio, Thiago Antonio Melo; Braga, Carmela Maria Polito; Paula, Caio Fernandes de; Araújo, José Mário
Representações virtuais podem ser usadas para reduzir custos e acelerar o processo de tomada de decisão por meio da simulação de equipamentos e processos. Em situações que envolvam a necessidade de distribuição de material entre silos e o transporte de material por correias, a tomada de decisão pode estar associada a alterações físicas e de controle. Ambas alterações buscam reduzir o comportamento instável do nível dos silos e o tempo dos transportadores operando abaixo de sua capacidade nominal. Tais comportamentos podem levar a redução da produtividade e ao aumento do desgaste de equipamentos como britadores. Dessa forma, este trabalho propõe aplicar a simulação para aumentar a produtividade em três situações de S11D, uma unidade de operação da Vale no Pará. Na primeira delas, a simulação mostra se há uma melhor forma de substituição de alguns britadores por outros de maior capacidade, dentre algumas configurações pré-determinadas. Na segunda situação, com o auxılio da simulação, este trabalho busca a identificação da velocidade máxima de translação do sistema de cabeça móvel que melhor distribua o material nos silos, dentre algumas opções possíveis. A terceira situação utiliza simulação para propor e comparar uma estratégia de controle da velocidade dos alimentadores da área de peneiramento, de forma a obter melhor utilização da capacidade nominal das correias que a obtida com a estratégia existente na usina. Sendo um dos principais equipamentos do circuito de britagem, outro foco desse trabalho e propor uma nova estratégia de calibração de parâmetros de britadores cônicos baseando-se na utilização de otimização e incluindo todos os elementos da matriz de quebra como parâmetros a serem calibrados, diferente da forma comumente apresentada na literatura. Como resultado, as simulações realizadas nesse trabalho foram capazes de identificar o melhor cenário em cada situação, inclusive com ganhos observados após a aplicação na planta real. Além disso, esse trabalho também mostra que a estratégia proposta para a calibração dos parâmetros de britadores cônicos pode trazer resultados mais acurados, sendo valida também para representar mais de um valor de Abertura na Posição Fechada (Closed Side Setting, CSS).
Aplicação de soft sensor baseado em redes neurais artificiais e Random Forest para predição em tempo real do teor de ferro no concentrado da flotação de minério de ferro.
(2020) Guedes, Érick Victor de Oliveira; Cocota Júnior, José Alberto Naves; Reis, Agnaldo José da Rocha; Cocota Júnior, José Alberto Naves; Reis, Agnaldo José da Rocha; Luz, José Aurélio Medeiros da; Almeida, Silvia Grasiella Moreira
A flotação surgiu para a concentração onde propriedades classicamente utilizadas (densidade, suscetibilidade magnética, eletrocondutividade) possuem contraste insuficiente ou que apresentem faixas granulométricas muito finas, e passou a ser muito utilizada em áreas como a mineração. Este processo consiste da captação de partículas hidrofóbicas por bolhas de ar e sua flotação, fazendo a separação de tais partículas das hidrofílicas, que se mantêm em suspensão. Para permitir a separação de materiais que naturalmente não apresentam diferenças v em suas propriedades de hidrofobicidade, são utilizados reagentes para induzir as características desejadas. Como a medição do teor e obtenção da recuperação do mineral, objetivos primários do processo, acontece por meio de análise laboratorial que demanda um período de 2 horas, é proposto o desenvolvimento de um soft sensor para sua obtenção em tempo real. Um soft sensor utiliza um modelo desenvolvido para reunir diversas variáveis relevantes a um processo e inferir uma medição para as variáveis de saída desejadas. Os dados coletados de uma linha de flotação passaram por dois métodos de redução de dimensionalidade paralelamente, o RReliefF e o Principal Component Analysis (PCA), e foram utilizados para treinamento, validação e teste dos modelos propostos. Para a modelagem do soft sensor foram utilizadas as técnicas de Redes Neurais Artificiais (RNA) e de Random Forest (RF). Para o treinamento das RNA, foram usados os algoritmos de Levenberg-Marquardt (LM) e o Scaled Conjugate Gradient (SCG). Os desempenhos dos métodos utilizados foram comparados e são apresentados neste texto.
Aprendizado de máquina aplicado à predição de falhas em caminhão fora de estrada.
(2020) Dias, Aldilene Oliveira Maia; Guimarães, Frederico Gadelha; Reis, Agnaldo José da Rocha; Sabino, Jodelson Aguilar; Guimarães, Frederico Gadelha; Reis, Agnaldo José da Rocha; Sabino, Jodelson Aguilar; Silva, Rodrigo César Pedrosa; Ribeiro, Roberto Gomes; Silva, Petrônio Cândido de Lima e
No setor mineral, o caminhão fora de estrada é o meio mais difundido de transporte de minério. Trata-se de um equipamento composto por vários componentes, tornando complexas atividades de manutenção. Este trabalho navega no campo da análise preditiva, como apoio na tomada de decisão do processo de manutenção destes ativos. A proposta envolve modelar um preditor de falhas, que subsidie o planejamento e a programação de eventos de manutenção. Isso reduz a indisponibilidade não programada do equipamento, aumenta o tempo médio entre falhas e embasa a manutenção por condição. Esta estratégia gera ganhos de confiabilidade, aumento no desempenho operacional, financeiro e na competitividade do negócio. Definiu-se a variável-alvo como “tempo para falha do caminhão” e assumiu-se a referência de 20 dias. Diversos algoritmos foram experimentados (RNA, XG Boost AS, C&R Tree, C5.0, CHAID 1) e obteve-se o melhor resultado com o XG Boost AS. O modelo experimental indica a falha no caminhão 20 dias antes, com uma precisão média de 97,90% e recall de 64,17%.
Aprendizado de máquina aplicado em previsão de curto prazo de valores de indicadores de nível de água.
(2021) Kümmel, Luiz Frederico de Freitas; Pessin, Gustavo; Torres, Vidal Félix Navarro; Sabino, Jodelson Aguilar; Pessin, Gustavo; Sabino, Jodelson Aguilar; Girao Sotomayor, Juan Manuel; Hidaka, Renato
A estabilidade e solidez de barragens de rejeito para resíduos de atividades industriais de mineração é de importância primordial para a segurança da sociedade e meio ambiente localizado a sua jusante. Para assegurar as essenciais exigências de segurança e exposição ao risco das barragens ao longo da sua vida útil, devem ser implementadas ações mitigatórias de prevenção e controle dessas condições, nesse intuito esse trabalho visa aplicar métodos de Machine Learning, para prever o comportamento dos indicadores de nível de água associados a carta de risco. Os algoritmos de machine learning mostraram elevadas taxas de acerto para predição, sendo que a combinação de métodos de classificação e regressão permitiu aumentar ainda mais a qualidade de resposta do sistema proposto.
Automação de uma perfuratriz para pesquisa mineral.
(2018) Miranda, Arthur Reis Lara; Reis, Agnaldo José da Rocha; Magalhães, Paulo Henrique Vieira; Reis, Agnaldo José da Rocha; Magalhães, Paulo Henrique Vieira; Freitas, Gustavo Medeiros; Silva, Sávio Augusto Lopes da; Coelho, Bruno Nazário
Uma sonda, equipamento utilizado para extrair variáveis físicas remotamente, é utilizada na indústria para pesquisa mineral por meio da extração de testemunhos do solo. Atualmente, esses equipamentos são importados, caros, inadequados às normas Brasileiras e possuem características dispensáveis como, capacidade de operação em temperaturas negativas. Visando a necessidade de desenvolvimento de um produto nacional, compatível com normas de emissão de poluentes e a NR-12, com alta eficiência e baixo consumo de combustível, é proposto um sistema de monitoramento de avanço e controle de rotação para uma sonda hidráulica de grande porte para prospecção mineral. Neste trabalho será monitorada a velocidade de avanço da ferramenta de corte e controlada a velocidade de rotação por meio do controle das pressões do sistema de acordo com a velocidade escolhida pelo operador. Será apresentado um estudo sobre a utilização de sensores para medir avanço e do uso de controladores PI para controle da rotação do motor hidráulico utilizando duas formas de basculamento para o motor hidráulico. O sistema de atuação enviará sinais de comando para os atuadores hidráulicos (como válvulas proporcionais) responsáveis pelo processo de perfuração propriamente dito. Os sistemas propostos foram responsáveis pela redução de custo operacional e aumento de produtividade no campo além de proteger os operadores com a utilização da norma NR-12.
Avaliação de algoritmo Watershed e Rede Neural Convolucional U-NET para estimativa do tamanho de bolhas em espuma de flotação.
(2021) Silva, Carlos Júnior Pereira da; Pessin, Gustavo; Souza, Jefferson Rodrigo de; Pessin, Gustavo; Souza, Jefferson Rodrigo de; Bianchi, Andrea Gomes Campos; Jung, Claudio Rosito
Dentre as etapas de processamento de minérios, a flotação se destaca como um dos mais importantes, principalmente quando se trata de separação de minerais. O rendimento deste processo está muito ligado as variáveis de processo como a vazão de ar e o controle de abertura das válvulas de descarga. Estas variáveis, muitas vezes, são determinadas através do aspecto visual da espuma deste processo, onde os operadores se baseiam em suas experiências para a tomada de decisão e escolha destes parâmetros. As principais características observadas são: tamanho das bolhas, textura e velocidade de deslocamento. Como esta análise, muitas vezes, fica a cargo do operador do processo ela acaba se tornando subjetiva, variando de operador para operador. Além desta análise subjetiva, o controle deste processo é uma tarefa complexa. Desta forma, a automação deste processo se torna ainda mais importante. Utilizando as técnicas de visão computacional é possível obter as principais características da espuma importantes ao processo. A proposta deste trabalho é utilizar o algoritmo Watershed para estimar o tamanho médio e o número de bolhas presentes na espuma de flotação como ferramenta de apoio na tomada de decisão dos operadores deste tipo de processo. Também é objetivo desta pesquisa avaliar os resultados obtidos por uma rede neural U-net para a mesma aplicação. A partir das informações coletadas seria possível uma maior assertividade na escolha dos parâmetros de processo buscando um maior desempenho na flotação de minérios.
Classificação de falhas em processo industrial de mineração a partir de uma representação fuzzy de séries temporais : estudo de caso em uma usina de Carajás (S11D).
(2022) Fernandes, Gabriel Vinicios Moreira; Guimarães, Frederico Gadelha; Reis, Agnaldo José da Rocha; Guimarães, Frederico Gadelha; Reis, Agnaldo José da Rocha; Rêgo Segundo, Alan Kardek; Silva, Rodrigo César Pedrosa; Mozelli, Leonardo Amaral
O Brasil é um dos mais importantes produtores de minérios do mundo e com potencial para crescer ao longo dos anos. O setor de mineração demanda a adoção de tecnologia da informa- ção para o desenvolvimento de sistemas especializados que permitam uma melhor eficiência da produção. O mercado de mineração deve aderir a inovação para automação de tarefas repeti- tivas, integração de sistemas, melhoria contínua de processos, redução de riscos de desastres e adaptação ao contexto global. Nesta perspectiva, o estudo implementou inteligência artificial para classificar falhas de sensores na britragem secundária na Usina A do Projeto Ferro S11D, da Empresa Vale, localizada em Canaã dos Carajás, Pará, região Norte do Brasil. O trabalho de pesquisa testou modelos matemáticos, desenvolveu uma metodologia com modelos Fuzzy Time Series e classificador baseado em arvore de decisão e obteve-se resultados com dados co- letados da respectiva Planta O resultado deste estudo contribuiu para o desempenho da plantas de beneficiamento de minério de ferro, melhorou a eficiência do sistema de britagem, reduziu paradas inesperadas e mitigou irregularidades no processo produtivo. O resultado obtido com a metodologia proposta foi o aumento da acurácia de 79,3% para 98,9% e f-score de 58,8% para 98,9%.
Controle automático do peso de material no moinho semi autógeno (SAG) em Sossego.
(2020) Pinto, Thomás Vargas Barsante e; Euzébio, Thiago Antonio Melo; Santos, Iranildes Daniel dos; thiago.euzebio@itv.org; iranildes.santos@itv.org; Euzébio, Thiago Antonio Melo; Santos, Iranildes Daniel dos; Braga, Márcio Feliciano; Battistel, Andrei Giordano de Holanda; Santana, Adrielle de Carvalho; Garcia, Gabriel Carvalho
Na indústria mineral, moinhos são equipamentos utilizados em processos de comunicação para reduzir a granulometria do minério lavrado. A eficiência de moagem de um moinho é extremamente sensível as variáveis do processo, principalmente a variabilidade do peso de material em seu interior. Neste trabalho são apresentadas estratégias de controle regulatório avançadas para redução da variabilidade do peso de um moinho SAG. As estratégias implementadas são um controlador cascata, um controlador feedforward e um controlador fuzzy. Todas elas foram desenvolvidas e validadas em um simulador dinâmico construído com base em dados reais de um circuito de moagem. Resultados simulados e práticos indicaram que o uso dessas estratégias de controle pode gerar ganhos diversos a uma usina, como aumento de produção, aumento da estabilidade do circuito e redução do consumo energético.
Controle de nível da câmara em britador cônico.
(2020) Meireles, Patrícia Gabrielly Macedo; Braga, Márcio Feliciano; Euzébio, Thiago Antonio Melo; Braga, Márcio Feliciano; Euzébio, Thiago Antonio Melo; Battistel, Andrei Giordano de Holanda; Campos, Victor Costa da Silva; Silva, Moisés Tavares da
A operação da britagem desempenha um importante papel para a indústria de mineração. Obter o desempenho ótimo a partir da planta e descobrir seus pontos de estrangulamento são alguns dos alvos. O aumento na eficiência do britador pode se dar à medida que o nível da cavidade de britagem for aumentado. Assim, o objetivo deste trabalho é desenvolver um sistema de controle para o nível da câmara do britador. Trata-se de uma ocorrência comum na indústria, os britadores funcionarem com o nível dos silos abaixo do desejado, acarretando problemas de produtividade. Para o controle foi utilizado como base de dados o nível, a taxa de variação de entrada e saída do britador e, consequentemente, a velocidade do alimentador de correia e a regulagem da abertura da posição fechada (APF), visando maximizar a eficiência da produção. Foram empregados também estimadores de estados para filtrar ruídos na medição e para estimar valores em caso de falha da medição pelo sensor.

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