Modelos matemáticos para o problema integrado de dimensionamento de lotes e corte de estoque undimensional

Pós-graduação em Matemática - IBILCE

Modelos matemáticos para o problema integrado de dimensionamento de lotes e corte de estoque unidimensional

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Analytical/numerical hybrid solution for one-dimensional ablation problem

Ablation is a thermal protection process with several applications in engineering, mainly in the field of airspace industry. The use of conventional materials must be quite restricted, because they would suffer catastrophic flaws due to thermal degradation of their structures. However, the same materials can be quite suitable once being protected by well-known ablative materials. The process that involves the ablative phenomena is complex, could involve the whole or partial loss of material that is sacrificed for absorption of energy. The analysis of the ablative process in a blunt body with revolution geometry will be made on the stagnation point area that can be simplified as a one-dimensional plane plate problem, hi this work the Generalized Integral Transform Technique (GITT) is employed for the solution of the non-linear system of coupled partial differential equations that model the phenomena. The solution of the problem is obtained by transforming the non-linear partial differential equation system to a system of coupled first order ordinary differential equations and then solving it by using well-established numerical routines. The results of interest such as the temperature field, the depth and the rate of removal of the ablative material are presented and compared with those ones available in the open literature.

Contribuições para o problema de corte de estoque bidimensional na indústria moveleira

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Problemas de corte e empacotamento na indústria de móveis: um estudo de caso

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estratégias para a redução de ciclos da serra no problema de corte de estoque na indústria moveleira

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Aplicação de técnicas de decomposição em problemas de corte de estoque

Pós-graduação em Matemática - IBILCE

Propostas de solução para o problema de corte de estoque bidimensional de uma fábrica de móveis de pequeno porte

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Problemas de corte : métodos exactos y aproximados para formulaciones mono y multi-objetivo

Los problemas de corte y empaquetado son una familia de problemas de optimización combinatoria que han sido ampliamente estudiados en numerosas áreas de la industria y la investigación, debido a su relevancia en una enorme variedad de aplicaciones reales. Son problemas que surgen en muchas industrias de producción donde se debe realizar la subdivisión de un material o espacio disponible en partes más pequeñas. Existe una gran variedad de métodos para resolver este tipo de problemas de optimización. A la hora de proponer un método de resolución para un problema de optimización, es recomendable tener en cuenta el enfoque y las necesidades que se tienen en relación al problema y su solución. Las aproximaciones exactas encuentran la solución óptima, pero sólo es viable aplicarlas a instancias del problema muy pequeñas. Las heurísticas manejan conocimiento específico del problema para obtener soluciones de alta calidad sin necesitar un excesivo esfuerzo computacional. Por otra parte, las metaheurísticas van un paso más allá, ya que son capaces de resolver una clase muy general de problemas computacionales. Finalmente, las hiperheurísticas tratan de automatizar, normalmente incorporando técnicas de aprendizaje, el proceso de selección, combinación, generación o adaptación de heurísticas más simples para resolver eficientemente problemas de optimización. Para obtener lo mejor de estos métodos se requiere conocer, además del tipo de optimización (mono o multi-objetivo) y el tamaño del problema, los medios computacionales de los que se dispone, puesto que el uso de máquinas e implementaciones paralelas puede reducir considerablemente los tiempos para obtener una solución. En las aplicaciones reales de los problemas de corte y empaquetado en la industria, la diferencia entre usar una solución obtenida rápidamente y usar propuestas más sofisticadas para encontrar la solución óptima puede determinar la supervivencia de la empresa. Sin embargo, el desarrollo de propuestas más sofisticadas y efectivas normalmente involucra un gran esfuerzo computacional, que en las aplicaciones reales puede provocar una reducción de la velocidad del proceso de producción. Por lo tanto, el diseño de propuestas efectivas y, al mismo tiempo, eficientes es fundamental. Por esta razón, el principal objetivo de este trabajo consiste en el diseño e implementación de métodos efectivos y eficientes para resolver distintos problemas de corte y empaquetado. Además, si estos métodos se definen como esquemas lo más generales posible, se podrán aplicar a diferentes problemas de corte y empaquetado sin realizar demasiados cambios para adaptarlos a cada uno. Así, teniendo en cuenta el amplio rango de metodologías de resolución de problemas de optimización y las técnicas disponibles para incrementar su eficiencia, se han diseñado e implementado diversos métodos para resolver varios problemas de corte y empaquetado, tratando de mejorar las propuestas existentes en la literatura. Los problemas que se han abordado han sido: el Two-Dimensional Cutting Stock Problem, el Two-Dimensional Strip Packing Problem, y el Container Loading Problem. Para cada uno de estos problemas se ha realizado una amplia y minuciosa revisión bibliográfica, y se ha obtenido la solución de las distintas variantes escogidas aplicando diferentes métodos de resolución: métodos exactos mono-objetivo y paralelizaciones de los mismos, y métodos aproximados multi-objetivo y paralelizaciones de los mismos. Los métodos exactos mono-objetivo aplicados se han basado en técnicas de búsqueda en árbol. Por otra parte, como métodos aproximados multi-objetivo se han seleccionado unas metaheurísticas multi-objetivo, los MOEAs. Además, para la representación de los individuos utilizados por estos métodos se han empleado codificaciones directas mediante una notación postfija, y codificaciones que usan heurísticas de colocación e hiperheurísticas. Algunas de estas metodologías se han mejorado utilizando esquemas paralelos haciendo uso de las herramientas de programación OpenMP y MPI.

An Approximate Solution Of One-Dimensional Piston Problem

A new theory of shock dynamics has been developed in the form of a finite number of compatibility conditions along shock rays. It has been used to study the growth or decay of shock strength for accelerating or decelerating piston starting with a nonzero piston velocity. The results show good agreement with those obtained by Harten's high resolution TVD scheme.

A coupling cutting stock-lot sizing problem in the paper industry

An important production programming problem arises in paper industries coupling multiple machine scheduling with cutting stocks. Concerning machine scheduling: how can the production of the quantity of large rolls of paper of different types be determined. These rolls are cut to meet demand of items. Scheduling that minimizes setups and production costs may produce rolls which may increase waste in the cutting process. On the other hand, the best number of rolls in the point of view of minimizing waste may lead to high setup costs. In this paper, coupled modeling and heuristic methods are proposed. Computational experiments are presented.

The dynamics of a one-dimensional parabolic problem versus the dynamics of its discretization

In this paper we prove that the spatial discretization of a one dimensional system of parabolic equations. with suitably small step size, contains exactly the same asymptotic dynamics as the continuous problem. (C) 2000 Academic Press.

Information theory and one-dimensional disordered conductors

A novel method is proposed to treat the problem of the random resistance of a strictly one-dimensional conductor with static disorder. It is suggested, for the probability distribution of the transfer matrix of the conductor, the distribution of maximum information-entropy, constrained by the following physical requirements: 1) flux conservation, 2) time-reversal invariance and 3) scaling, with the length of the conductor, of the two lowest cumulants of ζ, where = sh2ζ. The preliminary results discussed in the text are in qualitative agreement with those obtained by sophisticated microscopic theories.

A Novel Operator-Splitting Technique for One-Dimensional Laminar Premixed Flames

This paper is concerned the calculation of flame structure of one-dimensional laminar premixed flames using the technique of operator-splitting. The technique utilizes an explicit method of solution with one step Euler for chemistry and a novel probabilistic scheme for diffusion. The relationship between diffusion phenomenon and Gauss-Markoff process is exploited to obtain an unconditionally stable explicit difference scheme for diffusion. The method has been applied to (a) a model problem, (b) hydrazine decomposition, (c) a hydrogen-oxygen system with 28 reactions with constant Dρ 2 approximation, and (d) a hydrogen-oxygen system (28 reactions) with trace diffusion approximation. Certain interesting aspects of behaviour of the solution with non-unity Lewis number are brought out in the case of hydrazine flame. The results of computation in the most complex case are shown to compare very favourably with those of Warnatz, both in terms of accuracy of results as well as computational time, thus showing that explicit methods can be effective in flame computations. Also computations using the Gear-Hindmarsh for chemistry and the present approach for diffusion have been carried out and comparison of the two methods is presented.

Information theory and resistance fluctuations in one-dimensional disordered conductors

A novel method is proposed to treat the problem of the random resistance of a strictly one-dimensional conductor with static disorder. For the probability distribution of the transfer matrix R of the conductor we propose a distribution of maximum information entropy, constrained by the following physical requirements: (1) flux conservation, (2) time-reversal invariance, and (3) scaling with the length of the conductor of the two lowest cumulants of ω, where R=exp(iω→⋅Jbhat). The preliminary results discussed in the text are in qualitative agreement with those obtained by sophisticated microscopic theories.