Constraint qualifications in convex vector semi-infinite optimization

Convex vector (or multi-objective) semi-infinite optimization deals with the simultaneous minimization of finitely many convex scalar functions subject to infinitely many convex constraints. This paper provides characterizations of the weakly efficient, efficient and properly efficient points in terms of cones involving the data and Karush–Kuhn–Tucker conditions. The latter characterizations rely on different local and global constraint qualifications. The results in this paper generalize those obtained by the same authors on linear vector semi-infinite optimization problems.

Electrochemical photovoltaic cells/stabilization and optimization of II-VI semiconductors : first technical progress report for April 15 - June 30, 1980 /

"Work Performed Under Contract No. AC02-77CH00178."

A two-stage win–win multiattribute negotiation model:optimization and then concession

Many automated negotiation models have been developed to solve the conflict in many distributed computational systems. However, the problem of finding win-win outcome in multiattribute negotiation has not been tackled well. To address this issue, based on an evolutionary method of multiobjective optimization, this paper presents a negotiation model that can find win-win solutions of multiple attributes, but needs not to reveal negotiating agents' private utility functions to their opponents or a third-party mediator. Moreover, we also equip our agents with a general type of utility functions of interdependent multiattributes, which captures human intuitions well. In addition, we also develop a novel time-dependent concession strategy model, which can help both sides find a final agreement among a set of win-win ones. Finally, lots of experiments confirm that our negotiation model outperforms the existing models developed recently. And the experiments also show our model is stable and efficient in finding fair win-win outcomes, which is seldom solved in the existing models. © 2012 Wiley Periodicals, Inc.

Optimization models and methods for real-time transportation planning in forestry

Lors du transport du bois de la forêt vers les usines, de nombreux événements imprévus peuvent se produire, événements qui perturbent les trajets prévus (par exemple, en raison des conditions météo, des feux de forêt, de la présence de nouveaux chargements, etc.). Lorsque de tels événements ne sont connus que durant un trajet, le camion qui accomplit ce trajet doit être détourné vers un chemin alternatif. En l’absence d’informations sur un tel chemin, le chauffeur du camion est susceptible de choisir un chemin alternatif inutilement long ou pire, qui est lui-même "fermé" suite à un événement imprévu. Il est donc essentiel de fournir aux chauffeurs des informations en temps réel, en particulier des suggestions de chemins alternatifs lorsqu’une route prévue s’avère impraticable. Les possibilités de recours en cas d’imprévus dépendent des caractéristiques de la chaîne logistique étudiée comme la présence de camions auto-chargeurs et la politique de gestion du transport. Nous présentons trois articles traitant de contextes d’application différents ainsi que des modèles et des méthodes de résolution adaptés à chacun des contextes. Dans le premier article, les chauffeurs de camion disposent de l’ensemble du plan hebdomadaire de la semaine en cours. Dans ce contexte, tous les efforts doivent être faits pour minimiser les changements apportés au plan initial. Bien que la flotte de camions soit homogène, il y a un ordre de priorité des chauffeurs. Les plus prioritaires obtiennent les volumes de travail les plus importants. Minimiser les changements dans leurs plans est également une priorité. Étant donné que les conséquences des événements imprévus sur le plan de transport sont essentiellement des annulations et/ou des retards de certains voyages, l’approche proposée traite d’abord l’annulation et le retard d’un seul voyage, puis elle est généralisée pour traiter des événements plus complexes. Dans cette ap- proche, nous essayons de re-planifier les voyages impactés durant la même semaine de telle sorte qu’une chargeuse soit libre au moment de l’arrivée du camion à la fois au site forestier et à l’usine. De cette façon, les voyages des autres camions ne seront pas mo- difiés. Cette approche fournit aux répartiteurs des plans alternatifs en quelques secondes. De meilleures solutions pourraient être obtenues si le répartiteur était autorisé à apporter plus de modifications au plan initial. Dans le second article, nous considérons un contexte où un seul voyage à la fois est communiqué aux chauffeurs. Le répartiteur attend jusqu’à ce que le chauffeur termine son voyage avant de lui révéler le prochain voyage. Ce contexte est plus souple et offre plus de possibilités de recours en cas d’imprévus. En plus, le problème hebdomadaire peut être divisé en des problèmes quotidiens, puisque la demande est quotidienne et les usines sont ouvertes pendant des périodes limitées durant la journée. Nous utilisons un modèle de programmation mathématique basé sur un réseau espace-temps pour réagir aux perturbations. Bien que ces dernières puissent avoir des effets différents sur le plan de transport initial, une caractéristique clé du modèle proposé est qu’il reste valable pour traiter tous les imprévus, quelle que soit leur nature. En effet, l’impact de ces événements est capturé dans le réseau espace-temps et dans les paramètres d’entrée plutôt que dans le modèle lui-même. Le modèle est résolu pour la journée en cours chaque fois qu’un événement imprévu est révélé. Dans le dernier article, la flotte de camions est hétérogène, comprenant des camions avec des chargeuses à bord. La configuration des routes de ces camions est différente de celle des camions réguliers, car ils ne doivent pas être synchronisés avec les chargeuses. Nous utilisons un modèle mathématique où les colonnes peuvent être facilement et naturellement interprétées comme des itinéraires de camions. Nous résolvons ce modèle en utilisant la génération de colonnes. Dans un premier temps, nous relaxons l’intégralité des variables de décision et nous considérons seulement un sous-ensemble des itinéraires réalisables. Les itinéraires avec un potentiel d’amélioration de la solution courante sont ajoutés au modèle de manière itérative. Un réseau espace-temps est utilisé à la fois pour représenter les impacts des événements imprévus et pour générer ces itinéraires. La solution obtenue est généralement fractionnaire et un algorithme de branch-and-price est utilisé pour trouver des solutions entières. Plusieurs scénarios de perturbation ont été développés pour tester l’approche proposée sur des études de cas provenant de l’industrie forestière canadienne et les résultats numériques sont présentés pour les trois contextes.

Combination of Evolutionary Algorithms with Experimental Design, Traditional Optimization and Machine Learning

Evolutionary algorithms alone cannot solve optimization problems very efficiently since there are many random (not very rational) decisions in these algorithms. Combination of evolutionary algorithms and other techniques have been proven to be an efficient optimization methodology. In this talk, I will explain the basic ideas of our three algorithms along this line (1): Orthogonal genetic algorithm which treats crossover/mutation as an experimental design problem, (2) Multiobjective evolutionary algorithm based on decomposition (MOEA/D) which uses decomposition techniques from traditional mathematical programming in multiobjective optimization evolutionary algorithm, and (3) Regular model based multiobjective estimation of distribution algorithms (RM-MEDA) which uses the regular property and machine learning methods for improving multiobjective evolutionary algorithms.

Optimization models and methods for real-time transportation planning in forestry

Lors du transport du bois de la forêt vers les usines, de nombreux événements imprévus peuvent se produire, événements qui perturbent les trajets prévus (par exemple, en raison des conditions météo, des feux de forêt, de la présence de nouveaux chargements, etc.). Lorsque de tels événements ne sont connus que durant un trajet, le camion qui accomplit ce trajet doit être détourné vers un chemin alternatif. En l’absence d’informations sur un tel chemin, le chauffeur du camion est susceptible de choisir un chemin alternatif inutilement long ou pire, qui est lui-même "fermé" suite à un événement imprévu. Il est donc essentiel de fournir aux chauffeurs des informations en temps réel, en particulier des suggestions de chemins alternatifs lorsqu’une route prévue s’avère impraticable. Les possibilités de recours en cas d’imprévus dépendent des caractéristiques de la chaîne logistique étudiée comme la présence de camions auto-chargeurs et la politique de gestion du transport. Nous présentons trois articles traitant de contextes d’application différents ainsi que des modèles et des méthodes de résolution adaptés à chacun des contextes. Dans le premier article, les chauffeurs de camion disposent de l’ensemble du plan hebdomadaire de la semaine en cours. Dans ce contexte, tous les efforts doivent être faits pour minimiser les changements apportés au plan initial. Bien que la flotte de camions soit homogène, il y a un ordre de priorité des chauffeurs. Les plus prioritaires obtiennent les volumes de travail les plus importants. Minimiser les changements dans leurs plans est également une priorité. Étant donné que les conséquences des événements imprévus sur le plan de transport sont essentiellement des annulations et/ou des retards de certains voyages, l’approche proposée traite d’abord l’annulation et le retard d’un seul voyage, puis elle est généralisée pour traiter des événements plus complexes. Dans cette ap- proche, nous essayons de re-planifier les voyages impactés durant la même semaine de telle sorte qu’une chargeuse soit libre au moment de l’arrivée du camion à la fois au site forestier et à l’usine. De cette façon, les voyages des autres camions ne seront pas mo- difiés. Cette approche fournit aux répartiteurs des plans alternatifs en quelques secondes. De meilleures solutions pourraient être obtenues si le répartiteur était autorisé à apporter plus de modifications au plan initial. Dans le second article, nous considérons un contexte où un seul voyage à la fois est communiqué aux chauffeurs. Le répartiteur attend jusqu’à ce que le chauffeur termine son voyage avant de lui révéler le prochain voyage. Ce contexte est plus souple et offre plus de possibilités de recours en cas d’imprévus. En plus, le problème hebdomadaire peut être divisé en des problèmes quotidiens, puisque la demande est quotidienne et les usines sont ouvertes pendant des périodes limitées durant la journée. Nous utilisons un modèle de programmation mathématique basé sur un réseau espace-temps pour réagir aux perturbations. Bien que ces dernières puissent avoir des effets différents sur le plan de transport initial, une caractéristique clé du modèle proposé est qu’il reste valable pour traiter tous les imprévus, quelle que soit leur nature. En effet, l’impact de ces événements est capturé dans le réseau espace-temps et dans les paramètres d’entrée plutôt que dans le modèle lui-même. Le modèle est résolu pour la journée en cours chaque fois qu’un événement imprévu est révélé. Dans le dernier article, la flotte de camions est hétérogène, comprenant des camions avec des chargeuses à bord. La configuration des routes de ces camions est différente de celle des camions réguliers, car ils ne doivent pas être synchronisés avec les chargeuses. Nous utilisons un modèle mathématique où les colonnes peuvent être facilement et naturellement interprétées comme des itinéraires de camions. Nous résolvons ce modèle en utilisant la génération de colonnes. Dans un premier temps, nous relaxons l’intégralité des variables de décision et nous considérons seulement un sous-ensemble des itinéraires réalisables. Les itinéraires avec un potentiel d’amélioration de la solution courante sont ajoutés au modèle de manière itérative. Un réseau espace-temps est utilisé à la fois pour représenter les impacts des événements imprévus et pour générer ces itinéraires. La solution obtenue est généralement fractionnaire et un algorithme de branch-and-price est utilisé pour trouver des solutions entières. Plusieurs scénarios de perturbation ont été développés pour tester l’approche proposée sur des études de cas provenant de l’industrie forestière canadienne et les résultats numériques sont présentés pour les trois contextes.

Planar solid oxide fuel cell modeling and optimization targeting the stack's temperature gradient minimization

Minimization of undesirable temperature gradients in all dimensions of a planar solid oxide fuel cell (SOFC) is central to the thermal management and commercialization of this electrochemical reactor. This article explores the effective operating variables on the temperature gradient in a multilayer SOFC stack and presents a trade-off optimization. Three promising approaches are numerically tested via a model-based sensitivity analysis. The numerically efficient thermo-chemical model that had already been developed by the authors for the cell scale investigations (Tang et al. Chem. Eng. J. 2016, 290, 252-262) is integrated and extended in this work to allow further thermal studies at commercial scales. Initially, the most common approach for the minimization of stack's thermal inhomogeneity, i.e., usage of the excess air, is critically assessed. Subsequently, the adjustment of inlet gas temperatures is introduced as a complementary methodology to reduce the efficiency loss due to application of excess air. As another practical approach, regulation of the oxygen fraction in the cathode coolant stream is examined from both technical and economic viewpoints. Finally, a multiobjective optimization calculation is conducted to find an operating condition in which stack's efficiency and temperature gradient are maximum and minimum, respectively.

A methodological approach for the performance optimization of transient seepage models through inverse analysis

The topic of the Ph.D project focuses on the modelling of the soil-water dynamics inside an instrumented embankment section along Secchia River (Cavezzo (MO)) in the period from 2017 to 2018 and the quantification of the performance of the direct and indirect simulations . The commercial code Hydrus2D by Pc-Progress has been chosen to run the direct simulations. Different soil-hydraulic models have been adopted and compared. The parameters of the different hydraulic models are calibrated using a local optimization method based on the Levenberg - Marquardt algorithm implemented in the Hydrus package. The calibration program is carried out using different types of dataset of observation points, different weighting distributions, different combinations of optimized parameters and different initial sets of parameters. The final goal is an in-depth study of the potentialities and limits of the inverse analysis when applied to a complex geotechnical problem as the case study. The second part of the research focuses on the effects of plant roots and soil-vegetation-atmosphere interaction on the spatial and temporal distribution of pore water pressure in soil. The investigated soil belongs to the West Charlestown Bypass embankment, Newcastle, Australia, that showed in the past years shallow instabilities and the use of long stem planting is intended to stabilize the slope. The chosen plant species is the Malaleuca Styphelioides, native of eastern Australia. The research activity included the design and realization of a specific large scale apparatus for laboratory experiments. Local suction measurements at certain intervals of depth and radial distances from the root bulb are recorded within the vegetated soil mass under controlled boundary conditions. The experiments are then reproduced numerically using the commercial code Hydrus 2D. Laboratory data are used to calibrate the RWU parameters and the parameters of the hydraulic model.

Solid Lipid Nanoparticles For Hydrophilic Biotech Drugs: Optimization And Cell Viability Studies (caco-2 & Hepg-2 Cell Lines).

Insulin was used as model protein to developed innovative Solid Lipid Nanoparticles (SLNs) for the delivery of hydrophilic biotech drugs, with potential use in medicinal chemistry. SLNs were prepared by double emulsion with the purpose of promoting stability and enhancing the protein bioavailability. Softisan(®)100 was selected as solid lipid matrix. The surfactants (Tween(®)80, Span(®)80 and Lipoid(®)S75) and insulin were chosen applying a 2(2) factorial design with triplicate of central point, evaluating the influence of dependents variables as polydispersity index (PI), mean particle size (z-AVE), zeta potential (ZP) and encapsulation efficiency (EE) by factorial design using the ANOVA test. Therefore, thermodynamic stability, polymorphism and matrix crystallinity were checked by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Wide Angle X-ray Diffraction (WAXD), whereas the effect of toxicity of SLNs was check in HepG2 and Caco-2 cells. Results showed a mean particle size (z-AVE) width between 294.6 nm and 627.0 nm, a PI in the range of 0.425-0.750, ZP about -3 mV, and the EE between 38.39% and 81.20%. After tempering the bulk lipid (mimicking the end process of production), the lipid showed amorphous characteristics, with a melting point of ca. 30 °C. The toxicity of SLNs was evaluated in two distinct cell lines (HEPG-2 and Caco-2), showing to be dependent on the concentration of particles in HEPG-2 cells, while no toxicity in was reported in Caco-2 cells. SLNs were stable for 24 h in in vitro human serum albumin (HSA) solution. The resulting SLNs fabricated by double emulsion may provide a promising approach for administration of protein therapeutics and antigens.

Electrochemical Oxidation Of Landfill Leachate In A Flow Reactor: Optimization Using Response Surface Methodology.

Response surface methodology based on Box-Behnken (BBD) design was successfully applied to the optimization in the operating conditions of the electrochemical oxidation of sanitary landfill leachate aimed for making this method feasible for scale up. Landfill leachate was treated in continuous batch-recirculation system, where a dimensional stable anode (DSA(©)) coated with Ti/TiO2 and RuO2 film oxide were used. The effects of three variables, current density (milliampere per square centimeter), time of treatment (minutes), and supporting electrolyte dosage (moles per liter) upon the total organic carbon removal were evaluated. Optimized conditions were obtained for the highest desirability at 244.11 mA/cm(2), 41.78 min, and 0.07 mol/L of NaCl and 242.84 mA/cm(2), 37.07 min, and 0.07 mol/L of Na2SO4. Under the optimal conditions, 54.99 % of chemical oxygen demand (COD) and 71.07 ammonia nitrogen (NH3-N) removal was achieved with NaCl and 45.50 of COD and 62.13 NH3-N with Na2SO4. A new kinetic model predicted obtained from the relation between BBD and the kinetic model was suggested.

Estudo morfofuncional das glândulas mamárias de Mão Pelada, Procyon cancrivorus

Para a descrição macro e microscópica das glândulas mamárias foram utilizadas três fêmeas de Mão Pelada (Procyon cancrivorus). As amostras das glândulas foram processadas conforme técnicas rotineiras para histologia. As fêmeas estudadas apresentaram 3 pares de glândulas mamárias, sendo um par de glândula mamária abdominal cranial, um par de abdominal caudal e um par de inguinal. As papilas mamárias apresentaram formato pendular, como os canídeos domésticos. Microscopicamente, a glândula mamária apresentou da porção externa para a interna: epiderme (epitélio estratificado pavimentoso queratinizado), derme (tecido conjuntivo frouxo e tecido conjuntivo denso não modelado), fibras musculares lisas e ductos papilíferos que abrem em vários ósteos papilares em formato de "chuveiro". A porção secretora glandular era caracteristicamente túbulo alveolar, com células cuboidais dispostas em camada simples. Os resultados indicam que o conjunto glandular estudado é semelhante ao da cadela (Cannis familiaris) tanto em seu aspecto macroscópico quanto em seu aspecto microscópico, este fato sugere que podemos utilizar o Mão Pelada e o Cão como modelos similares de estudo, para identificação de patologias relacionadas a este sistema.

Spectral Region Optimization for Raman-Based Optical Biopsy of Inflammatory Lesions

Objective: The biochemical alterations between inflammatory fibrous hyperplasia (IFH) and normal tissues of buccal mucosa were probed by using the FT-Raman spectroscopy technique. The aim was to find the minimal set of Raman bands that would furnish the best discrimination. Background: Raman-based optical biopsy is a widely recognized potential technique for noninvasive real-time diagnosis. However, few studies had been devoted to the discrimination of very common subtle or early pathologic states as inflammatory processes that are always present on, for example, cancer lesion borders. Methods: Seventy spectra of IFH from 14 patients were compared with 30 spectra of normal tissues from six patients. The statistical analysis was performed with principal components analysis and soft independent modeling class analogy cross-validated, leave-one-out methods. Results: Bands close to 574, 1,100, 1,250 to 1,350, and 1,500 cm(-1) (mainly amino acids and collagen bands) showed the main intragroup variations that are due to the acanthosis process in the IFH epithelium. The 1,200 (C-C aromatic/DNA), 1,350 (CH(2) bending/collagen 1), and 1,730 cm(-1) (collagen III) regions presented the main intergroup variations. This finding was interpreted as originating in an extracellular matrix-degeneration process occurring in the inflammatory tissues. The statistical analysis results indicated that the best discrimination capability (sensitivity of 95% and specificity of 100%) was found by using the 530-580 cm(-1) spectral region. Conclusions: The existence of this narrow spectral window enabling normal and inflammatory diagnosis also had useful implications for an in vivo dispersive Raman setup for clinical applications.

Optimization of the Enzymatic Interesterification of Milk Fat and Canola Oil Blends Using Immobilized Rhizopus oryzae Lipase by Response Surface Methodology

Blends of milk fat and canola oil (MF:CNO) were enzymatically interesterified (EIE) by Rhizopus oryzne lipase immobilized on polysiloxane-polyvinyl alcohol (SiO(2)-PVA) composite, in a solvent-free system. A central composite design (CCD) was used to optimize the reaction, considering the effects of different mass fractions of binary blends of MF:CNO (50:50, 65:35 and 80:20) and temperatures (45, 55 and 65 degrees C) on the composition and texture properties of the interesterified products, taking the interesterification degree (ID) and consistency (at 10 degrees C) as response variables. For the ID variable both mass fraction of milk fat in the blend and temperature were found to be significant, while for the consistency only mass fraction of milk fat was significant. Empiric models for ID and consistency were obtained that allowed establishing the best interesterification conditions: blend with 65 % of milk fat and 35 %, of canola oil, and temperature of 45 degrees C. Under these conditions, the ID was 19.77 %) and the consistency at 10 degrees C was 56 290 Pa. The potential of this eco-friendly process demonstrated that a product could be obtained with the desirable milk fat flavour and better spreadability under refrigerated conditions.

Electrical transport in single-crystalline Li(0.9)Mo(6)O(17): A two-band Luttinger liquid exhibiting Bose metal behavior

Temperature-dependent electrical resistance in quasi-one-dimensional Li(0.9)Mo(6)O(17) is described by two Luttinger liquid anomalous exponents alpha, each associated with a distinct one dimensional band. The band with alpha < 1 is argued to crossover to a higher dimension below the temperature T(M'), leading to superconductivity. Disorder and magnetic fields are shown to induce the Bose metal behavior in this bulk compound.

Unconventional metallic behavior and superconductivity in the K-Mo-O system

Transport properties and magnetization measurements of the K(x)MoO(2-delta) (0 <= x <= 0.25) compound are reported. The compound crystallizes in the oxygen deficient MoO(2) monoclinic structure with potassium atoms occupying interstitial positions. An unconventional metallic behavior with power-law temperature dependence is related to a magnetic ordering. Superconducting transition with small volume fraction is also observed near 7 K for a sample with low potassium composition.