Teoria de jogos: uma aplicação baseada em otimização para determinar as dimensões principais de navios

Abstract

No cenário atual, a alta competitividade das empresas de transporte marítimo motiva a busca por projetos navais melhores e mais eficientes. Nesse contexto, métodos de otimização surgem como um poderoso aliado dos engenheiros no projeto de novas embarcações. No entanto, o presente trabalho foge da abordagem tradicional de aplicação de métodos de otimização ao projeto de navios, e apresenta uma abordagem relacionando a jogos de RPG (Role-Playing Game) com o desenvolvimento da fase conceitual de projetos navais. Após apresentar os modelos de sínteses desenvolvidos, realiza-se cinco estudos de caso, sendo dois deles relacionados com a teoria do jogo e três com o projeto de embarcações. No modelo que representa a construção de um personagem de RPG, busca-se a combinação em pontos de três atributos que definem o personagem que vence uma dada batalha no menor tempo possível, e também, o personagem que vence cem adversários no menor tempo possível. Já no âmbito naval, analisam-se três variáveis de projeto, a fim de determinar a combinação que resultasse no menor custo para a uma dada operação de transporte marítimo. A qualidade do projeto naval é definida pela capacidade de carga disponível, pelo tempo da viagem e pela energia necessária para tal tarefa. No primeiro caso analisado, busca-se a embarcação mais eficiente, que transporta mais carga com a menor quantidade necessária de energia. No segundo caso, determina-se a combinação referente a uma frota de navios mercantes, que transportam uma quantidade proposta de carga entre dois portos. Nesse caso, busca-se a redução do custo por TEU transportado e a redução do tempo para a execução da missão. No último caso se fez uso da utilização de uma função custo, que congrega ambos os objetivos analisados. Nos procedimentos apresentados foi empregada a técnica de otimização baseada no algoritmo genético NSGA-ll, disponível no programa ModeFRONTIER. Como resultado observou-se uma boa analogia entre o problema de construção de um personagem que ganha a batalha em menor tempo com o projeto da embarcação mais eficiente em uma única viagem. No entanto, quando se compara o personagem construído para vencer cem batalhas com a combinação do caso referente a frota de navios, a analogia não se encaixa muito bem, porém quando relacionada com os resultados da função custo, os problemas voltam a apresentar uma boa correlação.