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dc.contributor.advisorZerbetto Neto, Ângelo
dc.contributor.authorSusin, Lucas Pagnocelli
dc.contributor.otherSpindola, Marilda Machado
dc.contributor.otherCorso, Leandro Luís
dc.date.accessioned2025-10-02T11:47:31Z
dc.date.available2025-10-02T11:47:31Z
dc.date.issued2025-08-04
dc.date.submitted2025-07-03
dc.identifier.urihttps://repositorio.ucs.br/11338/14974
dc.descriptionA indústria de petróleo entende que prever anomalias em poços produtores pode contribuir para reduzir os custos de manutenção. Além de evitar perdas na produção, evita riscos de acidentes que possam afetar o meio ambiente e a segurança das pessoas. Assim como em diversos processos industriais, o sistema de extração e transporte de petróleo também está sujeito a diferentes tipos de anomalias. Para identificar a ocorrência destas anomalias durante a produção de petróleo, e desenvolver métodos que possibilitem diferenciar anomalias com impactos semelhantes na produção, este trabalho combina a utilização do algoritmo de classificação Random Forest com ferramentas de Inteligência Artificial Explicável (IAE). O algoritmo de classificação foi aplicado para identificar diferentes classes presentes em um banco de dados público, contendo dados reais de produção de diversos poços de petróleo. Para que seja possível compreender e confiar nos resultados obtidos pelo algoritmo, ferramentas de IAE foram utilizadas para desenvolver métodos que expliquem o funcionamento interno dos modelos de maneira clara e acessível. Isso pode incluir técnicas que ajudam a entender quais características ou dados influenciaram uma decisão, tornando o processo mais transparente. No presente trabalho foram selecionadas duas: SHAP e LIME. Ambas foram testadas e analisadas a partir de diversos critérios de avaliação. Posteriormente, estes critérios fizeram parte de uma avaliação realizada através do Método Analítico Hierárquico (MAH), para comparação das ferramentas escolhidas. Os resultados obtidos evidenciaram êxito na classificação de anomalias, com F1-Scores de 100%. A utilização das bibliotecas de IAE revelou que o algoritmo de classificação foi capaz de estabelecer conclusões em conformidade com princípios termodinâmicos. Ambas foram capazes de destacar a importância de cada variável na classificação de forma pertinente. Além disso, embora SHAP e LIME apresentem fundamentos distintos, suas explicações convergiram para a maioria dos casos. Por fim, em uma comparação formal via Método Analítico Hierárquico (MAH) indicou a superioridade da ferramenta SHAP para esta aplicação. [resumo fornecido pelo autor]pt_BR
dc.description.abstractThe oil industry understands that predicting anomalies in production wells can help reduce maintenance costs, prevent production losses, and mitigate the risk of accidents that could impact the environment and human safety. Similar to various industrial processes, the oil extraction and transportation system is also subject to different types of anomalies. To identify the occurrence of these anomalies during oil production and develop methods that enable differentiation of anomalies with similar production impacts, this work combines the use of the Random Forest classification algorithm with Explainable Artificial Intelligence (XAI) tools. The classification algorithm was applied to identify different classes present in a public database containing real production data from various oil wells. To ensure that the algorithm's results are understandable and trustworthy, XAI tools were used to develop methods that clearly and accessibly explain the internal workings of the models. This may include techniques that help understand which features or data influenced a decision, making the process more transparent. In this work, two tools were selected: SHAP and LIME. Both were tested and analyzed based on various evaluation criteria. Subsequently, these criteria were part of an evaluation conducted using the Analytic Hierarchy Process (AHP) for comparing the chosen tools. The obtained results demonstrated success in anomaly classification, with F1-Scores of 100%. The use of XAI libraries revealed that the classification algorithm was capable of establishing conclusions in accordance with thermodynamic principles. Both were able to highlight the pertinent importance of each variable in the classification. Although SHAP and LIME have distinct theoretical foundations, their explanations converged in most cases. Finally, a formal comparison via the Analytic Hierarchy Process (AHP) indicated SHAP's superiority for this application. [resumo fornecido pelo autor]pt_BR
dc.language.isoptpt_BR
dc.subjectAlgorítmospt_BR
dc.subjectInteligência artificialpt_BR
dc.subjectIndústria petrolíferapt_BR
dc.subjectPetróleo - Anomaliaspt_BR
dc.subjectAprendizado do computadorpt_BR
dc.titleExplicabilidade de algoritmos de classificação aplicados à detecção de anomalias em tubulações de gás e petróleopt_BR
dc.typeMonografiapt_BR
mtd2-br.advisor.instituationUniversidade de Caxias do Sulpt_BR
mtd2-br.program.nameBacharelado em Engenharia de Controle e Automaçãopt_BR
mtd2-br.campusCampus Universitário de Caxias do Sulpt_BR
local.data.embargo2025-08-04


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