Método NBI-EQMM com restrições multivariadas para otimização do processo de Torneamento Duro.

Abstract

Esta tese apresenta o desenvolvimento e a avaliação do método NBI-EQMM com restrições multivariadas para problemas de otimização multiobjetivo não-linear de larga escala, com funções objetivo e restrições correlacionadas. No método, a seleção das funções que integram cada grupo é realizada aplicando-se a Análise Hierárquica de Cluster (AHC) assistida por uma matriz de distâncias. Para testar a adequação da proposta, um arranjo composto central (CCD) com 3 variáveis de entrada (x) e 22 respostas (Y) foi desenvolvido com vistas a otimizar o processo de torneamento do aço endurecido ABNT H13, usinado com as ferramentas Wiper PCBN 7025AWG, CC 6050WG e CC 650WG. As 22 superfícies de resposta foram definidas para que o problema pudesse contemplar cinco dimensões de um processo real, em escala industrial: qualidade, custo, produtividade, viabilidade econômica e financeira e sustentabilidade. Os resultados obtidos indicam que o método NBI-EQMM com restrições multivariadas de igualdade e desigualdade contribuiu para a formação de fronteiras equiespaçadas e sem inversão dos sinais de correlação das respostas originais, conduzindo todas as respostas para valores próximos aos seus alvos, sem desrespeitar as restrições multivariadas pré-estabelecidas. Foi observado que a inclusão das restrições multivariadas para o cálculo da matriz Payoff permite o reescalonamento da fronteira de Pareto, aproximando as soluções ótimas obtidas de seus ótimos individuais, evitando que soluções Pareto-ótimo fora da região de solução viável sejam obtidas. Observou-se ainda que, quando os eixos da fronteira de Pareto são formados por respostas positivamente correlacionadas e com o mesmo sentido de otimização ou negativamente correlacionadas e com o sentido de otimização diferente, o método NBI bivariado falha, corroborando, portanto, a necessidade de aplicação do método NBI-EQMM proposto. Considerando que um importante fator para a competitividade das organizações é a fabricação de produtos em grande escala, com custo mínimo e aliada a padrões de qualidade compatíveis aos exigidos pelos clientes, pode-se dizer que a ferramenta CC 6050WG conseguiu atender, simultaneamente, a todas essas características, sendo, portanto, considerada a mais eficiente entre as ferramentas analisadas nesta Tese.