Enhanced Mixed Integer Programming Techniques and Routing Problems

Mixed integer programming is up today one of the most widely used techniques for dealing with hard optimization problems. On the one side, many practical optimization problems arising from real-world applications (such as, e.g., scheduling, project planning, transportation, telecommunications, economics and finance, timetabling, etc) can be easily and effectively formulated as Mixed Integer linear Programs (MIPs). On the other hand, 50 and more years of intensive research has dramatically improved on the capability of the current generation of MIP solvers to tackle hard problems in practice. However, many questions are still open and not fully understood, and the mixed integer programming community is still more than active in trying to answer some of these questions. As a consequence, a huge number of papers are continuously developed and new intriguing questions arise every year. When dealing with MIPs, we have to distinguish between two different scenarios. The first one happens when we are asked to handle a general MIP and we cannot assume any special structure for the given problem. In this case, a Linear Programming (LP) relaxation and some integrality requirements are all we have for tackling the problem, and we are ``forced" to use some general purpose techniques. The second one happens when mixed integer programming is used to address a somehow structured problem. In this context, polyhedral analysis and other theoretical and practical considerations are typically exploited to devise some special purpose techniques. This thesis tries to give some insights in both the above mentioned situations. The first part of the work is focused on general purpose cutting planes, which are probably the key ingredient behind the success of the current generation of MIP solvers. Chapter 1 presents a quick overview of the main ingredients of a branch-and-cut algorithm, while Chapter 2 recalls some results from the literature in the context of disjunctive cuts and their connections with Gomory mixed integer cuts. Chapter 3 presents a theoretical and computational investigation of disjunctive cuts. In particular, we analyze the connections between different normalization conditions (i.e., conditions to truncate the cone associated with disjunctive cutting planes) and other crucial aspects as cut rank, cut density and cut strength. We give a theoretical characterization of weak rays of the disjunctive cone that lead to dominated cuts, and propose a practical method to possibly strengthen those cuts arising from such weak extremal solution. Further, we point out how redundant constraints can affect the quality of the generated disjunctive cuts, and discuss possible ways to cope with them. Finally, Chapter 4 presents some preliminary ideas in the context of multiple-row cuts. Very recently, a series of papers have brought the attention to the possibility of generating cuts using more than one row of the simplex tableau at a time. Several interesting theoretical results have been presented in this direction, often revisiting and recalling other important results discovered more than 40 years ago. However, is not clear at all how these results can be exploited in practice. As stated, the chapter is a still work-in-progress and simply presents a possible way for generating two-row cuts from the simplex tableau arising from lattice-free triangles and some preliminary computational results. The second part of the thesis is instead focused on the heuristic and exact exploitation of integer programming techniques for hard combinatorial optimization problems in the context of routing applications. Chapters 5 and 6 present an integer linear programming local search algorithm for Vehicle Routing Problems (VRPs). The overall procedure follows a general destroy-and-repair paradigm (i.e., the current solution is first randomly destroyed and then repaired in the attempt of finding a new improved solution) where a class of exponential neighborhoods are iteratively explored by heuristically solving an integer programming formulation through a general purpose MIP solver. Chapters 7 and 8 deal with exact branch-and-cut methods. Chapter 7 presents an extended formulation for the Traveling Salesman Problem with Time Windows (TSPTW), a generalization of the well known TSP where each node must be visited within a given time window. The polyhedral approaches proposed for this problem in the literature typically follow the one which has been proven to be extremely effective in the classical TSP context. Here we present an overall (quite) general idea which is based on a relaxed discretization of time windows. Such an idea leads to a stronger formulation and to stronger valid inequalities which are then separated within the classical branch-and-cut framework. Finally, Chapter 8 addresses the branch-and-cut in the context of Generalized Minimum Spanning Tree Problems (GMSTPs) (i.e., a class of NP-hard generalizations of the classical minimum spanning tree problem). In this chapter, we show how some basic ideas (and, in particular, the usage of general purpose cutting planes) can be useful to improve on branch-and-cut methods proposed in the literature.

Crystal Engineering of bright luminescent copper iodide clusters with phosphorus and nitrogen-based ligands

Copper(I) halide clusters are recently considered as good candidate for optoelectronic devices such as OLEDs . Although the copper halide clusters, in particular copper iodide, are very well known since the beginning of the 20th century, only in the late ‘70s the interest on these compounds grew dramatically due their particular photophysical behaviour. These complexes are characterized by a dual triplet emission bands, named Cluster Centred (3CC) and Halogen-to-Ligand charge transfer (3XLCT), the intensities of which are strictly related with the temperature. The CC transition, due to the presence of a metallophylic interactions, is prevalent at ambient temperature while the XLCT transition, located preferentially on the ligand part, became more prominent at low temperature. Since these pioneering works, it was easy to understand the photophysical properties of this compounds became more interesting in solid-state respect to solution with an improvement in emission efficiency. In this work we aim to characterize in SS organocopper(I)iodide compounds to valuate the correlation between the molecular crystal structure and the photophysical properties. It is also considered to hike new strategies to synthesize CuI complexes from the wet reactions to the more green solvent free methods. The advantages in using these strategies are evident but, obtain a single crystal suitable for SCXRD analysis from these batches is quite impossible. The structure solution still remains the key point in this research so we tackle this problem solving the structure by X-ray powder diffraction data. When the sample was fully characterized we moved to design and development of the associated OLED-device. Since copper iodide complexes are often insoluble in organic solvents, the high vacuum deposition technique is preferred. A new non-conventional deposition process have also been proposed to avoid the low complex stability in this practice with an in-situ complex formation in a layer-by layer deposition route.

McMaster Model of Family Functioning: adattamento alla realtà italiana, implicazioni cliniche e di ricerca

Il presente lavoro comincia con una descrizione dettagliata del “McMaster Model of Family Functionig” (MMFF), modello che al suo interno integra una teoria multidimensionale sul funzionamento familiare, diversi strumenti di auto ed etero valutazione e chiare indicazioni terapeutiche racchiuse all’interno della “Problem Centered System Therapy of the Family” (PCSTF). Grazie alla sua completezza il Modello fornisce ai clinici metodi coerenti, pratici ed empiricamente validi per valutare e trattare le famiglie, essi inoltre, sono stati formulati in modo da essere adattabili a differenti setting clinici e di ricerca, applicabili ad un’ampia gamma di problematiche e verificabili empiricamente. Obiettivo finale della presente ricerca è stato quello di porre le basi per l’esportazione del MMFF in Italia e poter quindi procedere alla sua applicazione in ambito clinico. La ricerca è cominciata alla Brown University con la traduzione dall’inglese all’italiano del Family Assessment Device (FAD), uno degli strumenti di autovalutazione compresi nel MMFF, ed è in seguito continuata con la validazione del suddetto strumento in un campione di 317 soggetti appartenenti alla popolazione generale italiana. Il FAD si è dimostrato uno strumento valido ed affidabile, in grado quindi di fornire valutazioni stabili e coerenti anche nella sua versione italiana. Il passo successivo è stato caratterizzato dalla somministrazione di FAD, Symptom Questionnaire (SQ) e delle Psychological Well-Being scales (PWB) a 289 soggetti reclutati nella popolazione generale. In accordo con il modello bipsicosociale che vede l’ambiente familiare come il più immediato gruppo di influenza psicosociale dello stato di benessere o malessere dell’individuo, i nostri dati confermano una stretta relazione tra scarso funzionamento familiare, spesso espresso attraverso difficoltà di comunicazione, di problem solving e scarso coinvolgimento affettivo e distress psicologico esperito con sintomi depressivi, ansiogeni ed ostilità. I nostri dati sottoliano inoltre come un funzionamento familiare positivo sia altamente correlato ad elevati livelli di benessere psicologico. Obiettivo della parte finale del lavoro ed anche il più importante, è stato quello di esplorare l’efficacia della Problem Centered Systems Therapy of the Family nella gestione della perdita di efficacia degli antidepressivi nel trattamento della depressione ricorrente. 20 soggetti con diagnosi di depressione maggiore ricorrente secondo il DSM-IV sono stati randomizzati a due diverse condizioni di trattamento: 1) aumento del dosaggio dell’antidepressivo e clinical management, oppure 2) mantenimento dello stesso dosaggio di antidepressivo e PCSTF. I dati di questo studio mettono in evidenza come, nel breve termine, PCSTF e farmacoterapia sono ugualmente efficaci nel ridurre la sintomatologia depressiva. Diversamente, ad un follow-up di 12 mesi, la PCSTF si è dimostrata altamente superiore all’aumento del farmaco ner prevenire le ricadute. Nel gruppo sottoposto all’aumento del farmaco infatti ben 6 soggetti su 7 ricadono entro l’anno. Nel gruppo assegnato a terapia familiare invece solo 1 soggetto su 7 ricade. Questi risultati sono in linea con i dati della letteratura che sottolineano l’elevata probabilità di una seconda ricaduta dopo l’aumento dell’antidepressivo all’interno di una farmacoterapia di mantenimento e suggeriscono l’efficacia dell’utilizzo di strategie psicoterapiche nella prevenzione della ricaduta in pazienti con depressione ricorrente.

Le capacità relazionali negli infermieri: un'indagine esplorativa negli spedali civili di Brescia

Nelle attuali organizzazioni sanitarie non è raro trovare operatori sanitari i quali ritengono che la relazione con il paziente consista nell'avere adeguate competenze tecniche inerenti la professione e nell'applicarle con attenzione e diligenza. Peraltro si tende ad invocare il “fattore umano”, ma si lamenta poi che l’operatore si rapporti col paziente in modo asettico e spersonalizzato. Da un punto di vista scientifico il termine “relazione” in psicologia si riferisce essenzialmente ai significati impliciti e quasi sempre non consapevoli veicolati da qualunque relazione: dipende pertanto dalla struttura psichica dei due interlocutori investendo in particolare la sfera dell’affettività e procede per processi comunicativi che travalicano il linguaggio verbale e con esso le intenzioni razionali e coscienti. La relazione interpersonale quindi rientra nel più ampio quadro dei processi di comunicazione: sono questi o meglio i relativi veicoli comunicazionali, che ci dicono della qualità delle relazioni e non viceversa e cioè che i processi comunicazionali vengano regolati in funzione della relazione che si vuole avere (Imbasciati, Margiotta, 2005). Molti studi in materia hanno dimostrato come, oltre alle competenze tecnicamente caratterizzanti la figura dell’infermiere, altre competenze, di natura squisitamente relazionale, giochino un ruolo fondamentale nel processo di ospedalizzazione e nella massimizzazione dell’aderenza al trattamento da parte del paziente, la cui non osservanza è spesso causa di fallimenti terapeutici e origine di aumentati costi sanitari e sociali. Questo aspetto è però spesso messo in discussione a favore di un maggiore accento sugli aspetti tecnico professionali. Da un “modello delle competenze” inteso tecnicisticamente prende origine infatti un protocollo di assistenza infermieristica basato sull’applicazione sistematica del problem solving method: un protocollo preciso (diagnosi e pianificazione) guida l’interazione professionale fra infermiere e la persona assistita. A lato di questa procedura il processo di assistenza infermieristica riconosce però anche un versante relazionale, spesso a torto detto umanistico riferendosi alla soggettività dei protagonisti interagenti: il professionista e il beneficiario dell’assistenza intesi nella loro globalità bio-fisiologica, psicologica e socio culturale. Nel pensiero infermieristico il significato della parola relazione viene però in genere tradotto come corrispondenza continua infermiere-paziente, basata sulle dimensioni personali del bisogno di assistenza infermieristica e caratterizzata da un modo di procedere dialogico e personalizzato centrato però sugli aspetti assistenziali, in cui dall’incontro degli interlocutori si determinerebbe la natura delle cure da fornire ed i mezzi con cui metterle in opera (Colliere, 1992; Motta, 2000). Nell’orientamento infermieristico viene affermata dunque la presenza di una relazione. Ma di che relazione si tratta? Quali sono le capacità necessarie per avere una buona relazione? E cosa si intende per “bisogni personali”? Innanzitutto occorre stabilire cosa sia la buona relazione. La buona o cattiva relazione è il prodotto della modalità con cui l’operatore entra comunque in interazione con il proprio paziente ed è modulata essenzialmente dalle capacità che la sua struttura, consapevole o no, mette in campo. DISEGNO DELLA LA RICERCA – 1° STUDIO Obiettivo del primo studio della presente ricerca, è un’osservazione delle capacità relazionali rilevabili nel rapporto infermiere/paziente, rapporto che si presume essere un caring. Si è voluto fissare l’attenzione principalmente su quelle dimensioni che possono costituire le capacità relazionali dell’infermiere. Questo basandoci anche su un confronto con le aspettative di relazione del paziente e cercando di esplorare quali collegamenti vi siano tra le une e le altre. La relazione e soprattutto la buona relazione non la si può stabilire con la buona volontà, né con la cosiddetta sensibilità umana, ma necessita di capacità che non tutti hanno e che per essere acquisite necessitano di un tipo di formazione che incida sulle strutture profonde della personalità. E’ possibile ipotizzare che la personalità e le sue dimensioni siano il contenitore e gli elementi di base sui quali fare crescere e sviluppare capacità relazionali mature. Le dimensioni di personalità risultano quindi lo snodo principale da cui la ricerca può produrre i suoi risultati e da cui si è orientata per individuare gli strumenti di misura. La motivazione della nostra scelta dello strumento è da ricercare quindi nel tentativo di esplorare l’incidenza delle dimensioni e sottodimensioni di personalità. Tra queste si è ritenuto importante il costrutto dell’Alessitimia, caratteristico nel possesso e quindi nell’utilizzo, più o meno adeguato, di capacità relazionali nel processo di caring,

Does improvisation lead to outcome deviation? A conceptual framework of improvisation, its antecedents and outcome deviation

Management and organization literature has extensively noticed the crucial role that improvisation assumes in organizations, both as a learning process (Miner, Bassoff & Moorman, 2001), a creative process (Fisher & Amabile, 2008), a capability (Vera & Crossan, 2005), and a personal disposition (Hmielesky & Corbett, 2006; 2008). My dissertation aims to contribute to the existing literature on improvisation, addressing two general research questions: 1) How does improvisation unfold at an individual level? 2) What are the potential antecedents and consequences of individual proclivity to improvise? This dissertation is based on a mixed methodology that allowed me to deal with these two general research questions and enabled a constant interaction between the theoretical framework and the empirical results. The selected empirical field is haute cuisine and the respondents are the executive chefs of the restaurants awarded by Michelin Guide in 2010 in Italy. The qualitative section of the dissertation is based on the analysis of 26 inductive case studies and offers a multifaceted contribution. First, I describe how improvisation works both as a learning and creative process. Second, I introduce a new categorization of individual improvisational scenarios (demanded creative improvisation, problem solving improvisation, and pure creative improvisation). Third, I describe the differences between improvisation and other creative processes detected in the field (experimentation, brainstorming, trial and error through analytical procedure, trial and error, and imagination). The quantitative inquiry is founded on a Structural Equation Model, which allowed me to test simultaneously the relationships between proclivity to improvise and its antecedents and consequences. In particular, using a newly developed scale to measure individual proclivity to improvise, I test the positive influence of industry experience, self-efficacy, and age on proclivity to improvise and the negative impact of proclivity to improvise on outcome deviation. Theoretical contributions and practical implications of the results are discussed.