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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36260
Título: | Modelos de apoio à prevenção de falhas em plantas de petróleo e gás baseados em técnicas de ciência de dados e aprendizado de máquina |
Título(s) alternativo(s): | Models to support failure prevention in oil and gas plants based on data science and machine learning techniques |
Autor(es): | Lopes, Pedro Zeola |
Orientador(es): | Arruda, Lúcia Valéria Ramos de |
Palavras-chave: | Indústria petrolífera Aprendizado do computador Localização de falhas (Engenharia) Aprendizado profundo (Aprendizado do computador) Petroleum, Industry and trade Machine learning Fault location (Engineering) Deep learning (Machine learning) |
Data do documento: | 22-Nov-2023 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Curitiba |
Citação: | LOPES, Pedro Zeola. Modelos de apoio à prevenção de falhas em plantas de petróleo e gás baseados em técnicas de ciência de dados e aprendizado de máquina. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023. |
Resumo: | A necessidade de suprir a crescente demanda energética impulsiona a indústria petrolífera a prospectar novas fontes, notadamente a exploração em ambientes marítimos profundos. Este estudo se dedica ao desenvolvimento de uma ferramenta para a prevenção de falhas em instalações destinadas à extração de petróleo e gás. A abordagem adotada consiste na análise de conjuntos de dados reais, obtidos por meio de sensores distribuídos em múltiplas plataformas petrolíferas, acessíveis na base de dados pública denominada 3W. Diversas técnicas foram aplicadas na análise de dados, incluindo: Extreme Gradient Boosting, Random Forest, Extra Trees Classifier, Light Gradient Boosting Machine, Decision Tree Classifier, Linear Discriminant Analysis, Ridge Classifier, K-Nearest Neighbors, Quadratic Discriminant Analysis, Ada Boost Classifier, Dummy classifier, Naive Bayes, Multi-Layer Perceptron Classifier, Logistic Regression, Support Vector Machine e uma rede neural do tipo Long Short-Term Memory. Os resultados indicaram que o modelo Extreme Gradient Boosting obteve o melhor desempenho, alcançando um F1 score de 0.99. A implementação do projeto foi realizada com a linguagem python e as bibliotecas pycaret, tensorflow, tsfresh e scikit-learn. O principal objetivo desse modelo é fornecer suporte aos operadores na tomada de decisões, contribuindo para a prevenção de falhas e otimização do desempenho operacional nas atividades de extração de petróleo e gás. |
Abstract: | The need to meet growing energy demand drives the oil industry to explore new sources, notably exploration in deep sea environments. This study is dedicated to the development of a tool for preventing failures in installations intended for oil and gas extraction. The approach adopted consists of the analysis of real data sets, obtained through sensors distributed on multiple oil platforms, accessible in the public database called 3W. Several techniques were applied in data analysis, including: Extreme Gradient Boosting, Random Forest, Extra Trees Classifier, Light Gradient Boosting Machine, Decision Tree Classifier, Linear Discriminant Analysis, Ridge Classifier, Knearest Neighbors, Quadratic Discriminant Analysis, Ada Boost Classifier , Dummy classifier, Naive Bayes, Multi-Layer Perceptron Classifier, Logistic Regression, Support Vector Machine and a Long Short-Term Memory neural network. The results indicated that the Extreme Gradient Boosting model achieved the best performance, achieving an F1 score of 0.99. The project implementation was carried out using the Python language and the pycaret, tensorflow, tsfresh and scikit-learn libraries. The main objective of this model is to provide support to operators in decision-making, contributing to the prevention of failures and optimization of operational performance in oil and gas extraction activities. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36260 |
Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Eletrônica |
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