Meta-heuristic approaches for a soft drink industry problem

The present paper evaluates meta-heuristic approaches to solve a soft drink industry problem. This problem is motivated by a real situation found in soft drink companies, where the lot sizing and scheduling of raw materials in tanks and products in lines must be simultaneously determined. Tabu search, threshold accepting and genetic algorithms are used as procedures to solve the problem at hand. The methods are evaluated with a set of instance already available for this problem. This paper also proposes a new set of complex instances. The computational results comparing these approaches are reported. © 2008 IEEE.

Produção de Brachiaria brizantha e Panicum maximum com milho e adubação nitrogenada

In places characterized with high temperatures and rain occurrence in great intensity in the summer, but with dry winter, the major limitations for the sustainability of no tillage systems are low production of straw during fall-spring period and the fast decomposition during the rain season. To try to solve the problem, intercropped cultures of grains with forage species has presented reliable results; because offer vegetal covering to the next sowing, giving sustainability to the no tillage system. However, being a recent technology, its needed further studies in different areas involved for this system of production. Thus, this study had the objective 1) to evaluate the production of corn grain at different periods of intercropping with Brachiaria brizantha and Panicum maximum in no tillage system, and 2) aimed to evaluate the performance of forage at different periods of intercropping and the responses to nitrogen fertilization after the harvest of the corn, assessing mass productivity and quality. The experiment was carried out at the Lageado experimental farm, School of Agricultural Sciences, Botucatu campus belonged to São Paulo State University (UNESP) in structuralized Red Nitosol (Afisol). The experimental design was randomized blocks with four replications. The treatments were composed for four systems of no tillage involving corn: 1) single corn; 2) corn with Brachiaria brizantha cv. Marandu intercropped in the sowing; 3) corn with Brachiaria brizantha cv. Marandu intercropped with the fertilization of covering; 4) corn with Panicum maximum cv. Mombaça intercropped in the sowing and 5) corn with Panicum maximum cv. Mombaça intercropped with the fertilization of covering. After the harvest of the corn, it was applied, in equivalent quantities of nitrogen, ammonium nitrate in covering in doses of 0, 30, 60 and 120 kg ha-1, determining the forage mass productivity and quality. The simultaneous tillage of corn with P. maximum cv. Mombaça in the sowing compromises the grain productivity. When sowed in intercropping, B. brizantha presents a fiber concentration reduction and greater TDN concentration during the fall-spring period. Regarding benefits of intercropped cultures seeking to use in systems of production like agriculture-pasture integration, the best intercropping to be utilized is corn sown simultaneously with B. brizantha cv. Marandu.

The Poisson-exponential lifetime distribution

In this paper we proposed a new two-parameters lifetime distribution with increasing failure rate. The new distribution arises on a latent complementary risk problem base. The properties of the proposed distribution are discussed, including a formal proof of its probability density function and explicit algebraic formulae for its reliability and failure rate functions, quantiles and moments, including the mean and variance. A simple EM-type algorithm for iteratively computing maximum likelihood estimates is presented. The Fisher information matrix is derived analytically in order to obtaining the asymptotic covariance matrix. The methodology is illustrated on a real data set. © 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

GRASP with evolutionary path-relinking for the capacitated arc routing problem

The Capacitated Arc Routing Problem (CARP) is a well-known NP-hard combinatorial optimization problem where, given an undirected graph, the objective is to find a minimum cost set of tours servicing a subset of required edges under vehicle capacity constraints. There are numerous applications for the CARP, such as street sweeping, garbage collection, mail delivery, school bus routing, and meter reading. A Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP) with Path-Relinking (PR) is proposed and compared with other successful CARP metaheuristics. Some features of this GRASP with PR are (i) reactive parameter tuning, where the parameter value is stochastically selected biased in favor of those values which historically produced the best solutions in average; (ii) a statistical filter, which discard initial solutions if they are unlikely to improve the incumbent best solution; (iii) infeasible local search, where high-quality solutions, though infeasible, are used to explore the feasible/infeasible boundaries of the solution space; (iv) evolutionary PR, a recent trend where the pool of elite solutions is progressively improved by successive relinking of pairs of elite solutions. Computational tests were conducted using a set of 81 instances, and results reveal that the GRASP is very competitive, achieving the best overall deviation from lower bounds and the highest number of best solutions found. © 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A redistricting problem applied to meter reading in power distribution networks

The capacitated redistricting problem (CRP) has the objective to redefine, under a given criterion, an initial set of districts of an urban area represented by a geographic network. Each node in the network has different types of demands and each district has a limited capacity. Real-world applications consider more than one criteria in the design of the districts, leading to a multicriteria CRP (MCRP). Examples are found in political districting, sales design, street sweeping, garbage collection and mail delivery. This work addresses the MCRP applied to power meter reading and two criteria are considered: compactness and homogeneity of districts. The proposed solution framework is based on a greedy randomized adaptive search procedure and multicriteria scalarization techniques to approximate the Pareto frontier. The computational experiments show the effectiveness of the method for a set of randomly generated networks and for a real-world network extracted from the city of São Paulo. © 2013 Elsevier Ltd.

Modelagem e controle de sistemas fuzzy Takagi-Sugeno

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Uma contribuição para a otimização de portfólios de séries heteroscedásticas usando projeto de experimento de misturas: uma abordagem do desirability aplicada a modelos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Interpolação de dados de campo potencial através da camada equivalente

O uso da técnica da camada equivalente na interpolação de dados de campo potencial permite levar em consideração que a anomalia, gravimétrica ou magnética, a ser interpolada é uma função harmônica. Entretanto, esta técnica tem aplicação computacional restrita aos levantamentos com pequeno número de dados, uma vez que ela exige a solução de um problema de mínimos quadrados com ordem igual a este número. Para viabilizar a aplicação da técnica da camada equivalente aos levantamentos com grande número de dados, nós desenvolvemos o conceito de observações equivalentes e o método EGTG, que, respectivamente, diminui a demanda em memória do computador e otimiza as avaliações dos produtos internos inerentes à solução dos problemas de mínimos quadrados. Basicamente, o conceito de observações equivalentes consiste em selecionar algumas observações, entre todas as observações originais, tais que o ajuste por mínimos quadrados, que ajusta as observações selecionadas, ajusta automaticamente (dentro de um critério de tolerância pré-estabelecido) todas as demais que não foram escolhidas. As observações selecionadas são denominadas observações equivalentes e as restantes são denominadas observações redundantes. Isto corresponde a partir o sistema linear original em dois sistemas lineares com ordens menores. O primeiro com apenas as observações equivalentes e o segundo apenas com as observações redundantes, de tal forma que a solução de mínimos quadrados, obtida a partir do primeiro sistema linear, é também a solução do segundo sistema. Este procedimento possibilita ajustar todos os dados amostrados usando apenas as observações equivalentes (e não todas as observações originais) o que reduz a quantidade de operações e a utilização de memória pelo computador. O método EGTG consiste, primeiramente, em identificar o produto interno como sendo uma integração discreta de uma integral analítica conhecida e, em seguida, em substituir a integração discreta pela avaliação do resultado da integral analítica. Este método deve ser aplicado quando a avaliação da integral analítica exigir menor quantidade de cálculos do que a exigida para computar a avaliação da integral discreta. Para determinar as observações equivalentes, nós desenvolvemos dois algoritmos iterativos denominados DOE e DOEg. O primeiro algoritmo identifica as observações equivalentes do sistema linear como um todo, enquanto que o segundo as identifica em subsistemas disjuntos do sistema linear original. Cada iteração do algoritmo DOEg consiste de uma aplicação do algoritmo DOE em uma partição do sistema linear original. Na interpolação, o algoritmo DOE fornece uma superfície interpoladora que ajusta todos os dados permitindo a interpolação na forma global. O algoritmo DOEg, por outro lado, otimiza a interpolação na forma local uma vez que ele emprega somente as observações equivalentes, em contraste com os algoritmos existentes para a interpolação local que empregam todas as observações. Os métodos de interpolação utilizando a técnica da camada equivalente e o método da mínima curvatura foram comparados quanto às suas capacidades de recuperar os valores verdadeiros da anomalia durante o processo de interpolação. Os testes utilizaram dados sintéticos (produzidos por modelos de fontes prismáticas) a partir dos quais os valores interpolados sobre a malha regular foram obtidos. Estes valores interpolados foram comparados com os valores teóricos, calculados a partir do modelo de fontes sobre a mesma malha, permitindo avaliar a eficiência do método de interpolação em recuperar os verdadeiros valores da anomalia. Em todos os testes realizados o método da camada equivalente recuperou mais fielmente o valor verdadeiro da anomalia do que o método da mínima curvatura. Particularmente em situações de sub-amostragem, o método da mínima curvatura se mostrou incapaz de recuperar o valor verdadeiro da anomalia nos lugares em que ela apresentou curvaturas mais pronunciadas. Para dados adquiridos em níveis diferentes o método da mínima curvatura apresentou o seu pior desempenho, ao contrário do método da camada equivalente que realizou, simultaneamente, a interpolação e o nivelamento. Utilizando o algoritmo DOE foi possível aplicar a técnica da camada equivalente na interpolação (na forma global) dos 3137 dados de anomalia ar-livre de parte do levantamento marinho Equant-2 e 4941 dados de anomalia magnética de campo total de parte do levantamento aeromagnético Carauari-Norte. Os números de observações equivalentes identificados em cada caso foram, respectivamente, iguais a 294 e 299. Utilizando o algoritmo DOEg nós otimizamos a interpolação (na forma local) da totalidade dos dados de ambos os levantamentos citados. Todas as interpolações realizadas não seriam possíveis sem a aplicação do conceito de observações equivalentes. A proporção entre o tempo de CPU (rodando os programas no mesmo espaço de memória) gasto pelo método da mínima curvatura e pela camada equivalente (interpolação global) foi de 1:31. Esta razão para a interpolação local foi praticamente de 1:1.

Simulação de perfis nucleares de poço em formações complexas

A identificação e descrição dos caracteres litológicos de uma formação são indispensáveis à avaliação de formações complexas. Com este objetivo, tem sido sistematicamente usada a combinação de ferramentas nucleares em poços não-revestidos. Os perfis resultantes podem ser considerados como a interação entre duas fases distintas: • Fase de transporte da radiação desde a fonte até um ou mais detectores, através da formação. • Fase de detecção, que consiste na coleção da radiação, sua transformação em pulsos de corrente e, finalmente, na distribuição espectral destes pulsos. Visto que a presença do detector não afeta fortemente o resultado do transporte da radiação, cada fase pode ser simulada independentemente uma da outra, o que permite introduzir um novo tipo de modelamento que desacopla as duas fases. Neste trabalho, a resposta final é simulada combinando soluções numéricas do transporte com uma biblioteca de funções resposta do detector, para diferentes energias incidentes e para cada arranjo específico de fontes e detectores. O transporte da radiação é calculado através do algoritmo de elementos finitos (FEM), na forma de fluxo escalar 2½-D, proveniente da solução numérica da aproximação de difusão para multigrupos da equação de transporte de Boltzmann, no espaço de fase, dita aproximação P₁, onde a variável direção é expandida em termos dos polinômios ortogonais de Legendre. Isto determina a redução da dimensionalidade do problema, tornando-o mais compatível com o algoritmo FEM, onde o fluxo dependa exclusivamente da variável espacial e das propriedades físicas da formação. A função resposta do detector NaI(Tl) é obtida independentemente pelo método Monte Carlo (MC) em que a reconstrução da vida de uma partícula dentro do cristal cintilador é feita simulando, interação por interação, a posição, direção e energia das diferentes partículas, com a ajuda de números aleatórios aos quais estão associados leis de probabilidades adequadas. Os possíveis tipos de interação (Rayleigh, Efeito fotoelétrico, Compton e Produção de pares) são determinados similarmente. Completa-se a simulação quando as funções resposta do detector são convolvidas com o fluxo escalar, produzindo como resposta final, o espectro de altura de pulso do sistema modelado. Neste espectro serão selecionados conjuntos de canais denominados janelas de detecção. As taxas de contagens em cada janela apresentam dependências diferenciadas sobre a densidade eletrônica e a fitologia. Isto permite utilizar a combinação dessas janelas na determinação da densidade e do fator de absorção fotoelétrico das formações. De acordo com a metodologia desenvolvida, os perfis, tanto em modelos de camadas espessas quanto finas, puderam ser simulados. O desempenho do método foi testado em formações complexas, principalmente naquelas em que a presença de minerais de argila, feldspato e mica, produziram efeitos consideráveis capazes de perturbar a resposta final das ferramentas. Os resultados mostraram que as formações com densidade entre 1.8 e 4.0 g/cm³ e fatores de absorção fotoelétrico no intervalo de 1.5 a 5 barns/e^-, tiveram seus caracteres físicos e litológicos perfeitamente identificados. As concentrações de Potássio, Urânio e Tório, puderam ser obtidas com a introdução de um novo sistema de calibração, capaz de corrigir os efeitos devidos à influência de altas variâncias e de correlações negativas, observadas principalmente no cálculo das concentrações em massa de Urânio e Potássio. Na simulação da resposta da sonda CNL, utilizando o algoritmo de regressão polinomial de Tittle, foi verificado que, devido à resolução vertical limitada por ela apresentada, as camadas com espessuras inferiores ao espaçamento fonte - detector mais distante tiveram os valores de porosidade aparente medidos erroneamente. Isto deve-se ao fato do algoritmo de Tittle aplicar-se exclusivamente a camadas espessas. Em virtude desse erro, foi desenvolvido um método que leva em conta um fator de contribuição determinado pela área relativa de cada camada dentro da zona de máxima informação. Assim, a porosidade de cada ponto em subsuperfície pôde ser determinada convolvendo estes fatores com os índices de porosidade locais, porém supondo cada camada suficientemente espessa a fim de adequar-se ao algoritmo de Tittle. Por fim, as limitações adicionais impostas pela presença de minerais perturbadores, foram resolvidas supondo a formação como que composta por um mineral base totalmente saturada com água, sendo os componentes restantes considerados perturbações sobre este caso base. Estes resultados permitem calcular perfis sintéticos de poço, que poderão ser utilizados em esquemas de inversão com o objetivo de obter uma avaliação quantitativa mais detalhada de formações complexas.

Componentes principais na seleção de animais em pesquisas experiementais

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

String-averaging expectation-maximization for maximum likelihood estimation in emission tomography

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

A genetic algorithm/mathematical programming approach to solve a two-level soft drink production problem

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Abortamento de frutos da nogueira macadâmia sob influência da adubação mineral

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Zero, minimum and maximum relative radial acceleration for planar formation flight dynamics near triangular libration points in the Earth-Moon system

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Aspectos do controle de resíduos de avermectinas no abate de bovinos

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV