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Type: Dissertação
Title: Aplicação de algoritmos de aprendizado de máquina na previsão do indicador de tempo de permanência de veículos em uma usina siderúrgica
Author: Pereira, Victor Hugo Soares
First Advisor: Aguiar, Eduardo Pestana de
Referee Member: Nóbrega, Rafael Antunes
Referee Member: Amaral, Jorge Luís Machado do
Resumo: O Tempo de Permanência de Veículos (TPV) é um dos principais indicadores de eficiência operacional do processo de recebimento de sucata metálica de uma usina siderúrgica. Uma previsão precisa do TPV permite não apenas uma gestão mais eficiente de recursos, mas também a minimização de gargalos, o que resulta em uma operação mais ágil e econômica. Nesse sentido, diversos são os modelos de aprendizado de máquina que tratam da previsão de séries temporais. Este estudo tem o objetivo de remodelar uma base de dados transacional do processo de recebimento de caminhões de descarga de sucata metálica, com dados de Janeiro a Setembro de 2021, em uma série temporal do indicador de TPV e aplicar algoritmos de aprendizado de máquina, tanto clássicos quanto baseados em lógica fuzzy, para prevê-la. Foram aplicados métodos de grid search para busca dos melhores hiperparâmetros para os modelos, além de avaliar suas generalizações através de validação-cruzada. O desempenho dos modelos foi avaliado com base em métricas como Mean Average Error (MAE) e Root Mean Average Error (RMSE), e os resultados mostraram que o modelo NTSK-wRLS, baseado em lógica fuzzy, apresentou a maior precisão, destacando-se por sua capacidade de adaptação às dinâmicas do TPV e capturando, de forma eficaz, as variações sazonais e operacionais do processo. Por fim, este trabalho também contribui para a aplicação prática do aprendizado de máquina em ambientes industriais, evidenciando seu potencial para aprimorar processos de tomada de decisão.
Abstract: Length of Stay (LOS) is one of the key process indicators of operational efficiency in the scrap metal inbound process of a steel plant. Accurate prediction of LOS not only allows for more efficient resource management but also minimizes bottlenecks, resulting in a more agile and cost-effective operation. In this context, various machine learning models address time series forecasting. This study aims to reshape a transactional database of the scrap metal inbound process, with data from January to September 2021, into a time series of the LOS indicator and apply machine learning algorithms, both classical and fuzzy logic-based, to forecast it. Grid search methods were used to find the best hyperparameters for the models, and their generalizations were evaluated through cross-validation. The models’ performance was evaluated based on metrics such as Mean Average Error (MAE) and Root Mean Average Error (RMSE), and the results showed that the fuzzy logicbased NTSK-wRLS model demonstrated the highest accuracy, standing out for its ability to adapt to the dynamics of the LOS series and effectively capturing the seasonal and operational variations of the process. Finally, this work also contributes to the practical application of machine learning in industrial environments, highlighting its potential to enhance data-driven decision-making processes.
Keywords: Aprendizado de máquina
Logística
Usina siderúrgica
Previsão de séries temporais
Machine learning
Logistics
Steel plant
Time series forecasting
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Program: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/18213
Issue Date: 18-Dec-2024
Appears in Collections:Mestrado em Modelagem Computacional (Dissertações)



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