Hybrid modelling of discrete-continuous interfaces in mining systems

Autores
DOI:
https://doi.org/10.47456/bjpe.v12i2.52064
Palavras-chave:
Simulação híbrida, Propagação da variabilidade, Simulação de eventos discretos, Cadeia de Suprimento de Mineração
Resumo

Mining supply chains often involve interfaces between discrete and continuous processes, such as the interaction between mine truck traffic and crushing systems, where operational variability can propagate through production stages and affect system performance. However, most studies analyze these subsystems separately, with little attention to the integrated dynamics between discrete and continuous processes, present at various points along the production chain. This study investigates the propagation of variability at the mine-plant interface of an iron ore mining and processing plant, using a hybrid modeling framework that combines discrete event simulation (DES) and analytical queuing models. The DES component represents the stochastic dynamics of mine operations, while an analytical G/G/1/b model evaluates the behavior of the downstream crushing system. The models are calibrated using 13 months of operational data and applied to evaluate alternative operational plans, including fleet expansion, safety stock implementation, and micro-downtime reduction. The study demonstrates that a hybrid modeling approach provides an effective and scalable solution for analyzing the propagation of variability in complex mining systems with discrete-continuous interfaces.

Biografia do Autor
  1. Lúcio Fábio Dias Passos, Universidade Federal de Minas Gerais

     Doutorando em Engenharia de Produção na UFMG, Mestre em Engenharia de Controle e Automação UFMG na área de Controle de Processos Industriais e Tecnologia da Decisão. Professor Assistente no DEQ/UFMG, com experiência em modelagem matemática, simulação, otimização em tempo real de controle de processos industriais, com ênfase na validação computacional e implementação de soluções aplicadas. https://orcid.org/0009-0003-8891-958X

  2. Thalles Vinicius Frade Mota, Universidade Federal de Minas Gerais

    Doutorando em Engenharia de Produção na UFMG, com foco na linha de pesquisa em Otimização e Simulação de Sistemas Logísticos e de Grande Porte. Mestre em Engenharia de Produção na mesma instituição, onde também se especializou na área de Otimização e Simulação de Sistemas Logísticos e de Grande Porte.Graduado em Engenharia de Produção pelo Centro Universitário do Leste de Minas Gerais - UNILESTE-MG e Técnico em Informática Industrial pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais - CEFET-MG (Campus Timóteo).Pesquisa de Mestrado aprovada e apresentada no congresso "The 23rd Conference of the International Federation of Operational Research Societies (IFORS2023)" em Santiago, Chile, intitulada "Revisiting the outer-approximation technique for the facility location with limited choice rule", com reconhecimento internacional.Atuou como bolsista de Iniciação Científica (2009-2010) no programa Bic-Júnior Unileste-MG/Fapemig, desenvolvendo o projeto "Ambiente Computacional Para Identificação Caixa-Cinza de Sistemas Não-Lineares".Possui capacitação em Auxiliar Administrativo pelo SENAC-Minas e Aprendizagem Industrial em Processos Administrativos pelo SENAI-MG. Com mais de cinco anos de experiência na área de Logística/Expedição de materiais e mais de três anos em Faturamento, possui sólida expertise nessas áreas. Além disso, atuou como auditor interno em Sistemas Integrados de Gestão há mais de quatro anos, possuindo certificação no curso "Formação de Auditores Internos em Sistemas Integrados de Gestão (SIG)". https://orcid.org/0009-0007-7677-540X

  3. Samuel Vieira Conceição, Universidade Federal de Minas Gerais

    Professor Titular do Departamento de Engenharia Industrial da Universidade Federal de Minas Gerais. Pós-doutorado e Professor Visitante na Université de Strasbourg (Laureada com 19 Prêmio Nobel) em 2021-2022, onde desenvolveu pesquisa no INSA (Institut National des Sciences Appliquées), bolsista CAPES. Pós-doutorado e Professor Visitante na University of Warwick - Reino Unido (2014 - 2015), onde desenvolveu pesquisa no WMG - Warwick Manufacturing Group - International Manufacturing Centre, com bolsa de pós-doutorado financiada pela CAPES. Possui graduação em Engenharia pela Universidade Federal de Viçosa, mestrado em Engenharia de Produção pela Universidade Federal de Santa Catarina e doutorado em Engenharia Industrial e de Sistemas pela Université de Lorraine - França, em colaboração com a École Supérieure Des Sciences Economiques et Commerciales (ESSEC - Paris). Foi professor de Logística e PCP no ESSEC (Paris - França) de 1993 a 1995 e no ISAB (Instituto Superior Agrícola de Beauvais - França) de 1990 a 1995. Desenvolve pesquisas na área de Engenharia de produção, com ênfase em Cadeias de Suprimentos, planejamento e controle de estoques (spare parts), e modelagem matemática e simulação de sistemas logísticos e de produção de grande porte. Foi Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Industrial da UFMG (2002-2004) e chefe do Departamento de Engenharia de Produção da UFMG (2006-2008; 2016-2018). Foi presidente da Fundação Christiano Ottoni - Fundação de apoio à pesquisa da UFMG (2011-2014). Atua como revisor em periódicos indexados internacionalmente, como o European Journal of Operational Research (EJOR), o International Journal of Production Economics, Production Planning and Control e Expert Systems With Application. É membro de diversas entidades científicas, como Euroma, POMS, Informs, Sobrapo.Coordenou e participou de vários projetos em parceria com o Ministério da Saúde, MEC/FNDE e Secretaria de Estado da Saúde de Minas Gerais. https://orcid.org/0000-0002-8090-264X

  4. Noel Torres Jr., Universidade Federal de Minas Gerais

    Graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Minas Gerais (1991), especialização em Gestão Estratégica pela Universidade Federal de Minas Gerais (1998), especialização em Engenharia da Qualidade pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (1994), Especialização em Estatística pela Universidade Federal de Minas Gerais (2012), Foi Engenheiro e Auditor da Qualidade pela Sociedade Americana de Qualidade (ASQ/USA), mestre em Engenharia de Produção pela Universidade Federal de Minas Gerais (2001) e doutor em Engenharia de Produção pela Universidade de São Paulo (2007). Atualmente é Professor Associado da Universidade Federal de Minas Gerais. Tem experiência na área de Administração da Produção, trabalhando como Engenheiro da Qualidade, de Processos e consultor. Atuando principalmente nos seguintes temas: Gestão de Serviços, Gestão de operações de serviços, Gestão da Qualidade, Análise e Modelagem de Processos. https://orcid.org/0000-0001-5629-3592

  5. João Flávio de Freitas Almeida, Universidade Federal de Minas Gerais

    Dr. João Flávio de Freitas Almeida is the Coordinator of the Postgraduate Production Engineering Programme at the Federal University of Minas Gerais (UFMG), Brazil, and an Associate Professor in the Department of Production Engineering at UFMG, where he teaches Production Planning, Simulation, Managerial Cost Accounting, and Operations Research for Health Care. His post-doctoral research was funded by CAPES at the Universities of Aalto (Finland) and Strasbourg (France). Since his PhD, Dr Almeida has been researching and teaching operations research methods for integrated planning and health care logistics. He also coordinates the LEPOINT, the Laboratory of Studies in Integrated Operations Planning, at UFMG, and research projects funded by CNPq, FAPEMIG and other organisations. Dr Almeida is a reviewer for numerous national and international journals with a background in research on integrated planning for industry and health systems. Previously, Dr Almeida was a senior engineer in companies such as Usiminas and Vale. He also coordinate the researhc group: https://dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/0965752327401029. https://orcid.org/0000-0002-3884-217X

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Cover Image
The image depicts a technological environment featuring computer screens displaying programming code and computational structures in the foreground, overlaid with a digital network of interconnected nodes and graphical elements representing mathematical modeling, simulation, and data integration. The visual composition symbolizes the development of hybrid models for representing discrete-continuous interfaces in mining systems, highlighting the convergence of computer science, engineering, algorithms, and the analysis of complex industrial processes. The graphical elements reinforce concepts related to digital transformation, computational modeling, and decision support in highly complex industrial environments. At the top, the article title “Hybrid modelling of discrete-continuous interfaces in mining systems” is displayed, followed by the authors Passos, Mota, Conceição, Torres Jr. & Almeida (2026). At the bottom, the identification of the Brazilian Journal of Production Engineering and the journal’s ISSN are shown.
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Publicado
13.06.2026
Edição
v. 12 n. 2 (2026): N° Regular (Abril - Junho)
Seção
PESQUISA OPERACIONAL
Licença

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Como Citar

Passos, L. F. D., Mota, T. V. F., Conceição, S. V., Torres Jr., N., & Almeida, J. F. de F. (2026). Hybrid modelling of discrete-continuous interfaces in mining systems. Brazilian Journal of Production Engineering, 12(2), 164-175. https://doi.org/10.47456/bjpe.v12i2.52064