Use of interactive performance optimization for identifying the ideal profile of swine finishing producers

The present research aimed to develop a modeling capable of identifying the ideal profile of swine finishing producers using the interactive performance optimization, which began by verifying qualitative the criteria considered most relevant to the decision-making, generating a closed structured diagnosis that covers the socioeconomic aspects about the activity, until the design of a mathematical model able to translate the data obtained in quantitative information. For the verification, it was proposed a practical study for a universe of 120 members of a cooperative in the state of Rio Grande do Sul, Brazil. The results showed that, from the application and the definition of the ideal profile, it was possible to verify that 82 producers are in the group of those who have obtained a "Good" performance, and to 44 the result is in the range between 86% to 90% from the ideal, which means that most have short or medium-term conditions to evolve their status for the considered "Very Good", where only 12.5% of the producers are currently.

Generalized Differential Evolution for Global Multi-Objective Optimization with Constraints

The objective of this thesis work is to develop and study the Differential Evolution Algorithm for multi-objective optimization with constraints. Differential Evolution is an evolutionary algorithm that has gained in popularity because of its simplicity and good observed performance. Multi-objective evolutionary algorithms have become popular since they are able to produce a set of compromise solutions during the search process to approximate the Pareto-optimal front. The starting point for this thesis was an idea how Differential Evolution, with simple changes, could be extended for optimization with multiple constraints and objectives. This approach is implemented, experimentally studied, and further developed in the work. Development and study concentrates on the multi-objective optimization aspect. The main outcomes of the work are versions of a method called Generalized Differential Evolution. The versions aim to improve the performance of the method in multi-objective optimization. A diversity preservation technique that is effective and efficient compared to previous diversity preservation techniques is developed. The thesis also studies the influence of control parameters of Differential Evolution in multi-objective optimization. Proposals for initial control parameter value selection are given. Overall, the work contributes to the diversity preservation of solutions in multi-objective optimization.

Use of preclinical and early clinical data for dose selection of a selective estrogen receptor modulator toremifene in treatment of breast cancer

In development of human medicines, it is important to predict early and accurately enough the disease and patient population to be treated as well as the effective and safe dose range of the studied medicine. This is pursued by using preclinical research models, clinical pharmacology and early clinical studies with small sample sizes. When successful, this enables effective development of medicines and reduces unnecessary exposure of healthy subjects and patients to ineffectice or harmfull doses of experimental compounds. Toremifene is a selective estrogen receptor modulator (SERM) used for treatment of breast cancer. Its development was initiated in 1980s when selection of treatment indications and doses were based on research in cell and animal models and on noncomparative clinical studies including small number of patients. Since the early development phase, the treatment indication, the patient population and the dose range were confirmed in large comparative clinical studies in patients. Based on the currently available large and long term clinical study data the aim of this study was to investigate how the early phase studies were able to predict the treatment indication, patient population and the dose range of the SERM. As a conclusion and based on the estrogen receptor mediated mechanism of action early studies were able to predict the treatment indication, target patient population and a dose range to be studied in confirmatory clinical studies. However, comparative clinical studies are needed to optimize dose selection of the SERM in treatment of breast cancer.

Optimization of hydrogen plant efficiency

The purpose of this master’s thesis was to study ways to increase the operating cost-efficiency of the hydrogen production process by optimizing the process parameters while, at the same time, maintaining plant reliability and safety. The literature part reviewed other hydrogen production and purification processes as well as raw material alternatives for hydrogen production. The experimental part of the master’s thesis was conducted at Solvay Chemicals Finland Oy’s hydrogen plant in spring 2012. It was performed by changing the process parameters, first, one by one, aiming for a more efficient process with clean product gas and lower natural gas consumption. The values of the process parameters were tested based on the information from the literature, process simulation and experiences of previous similar processes. The studied parameters were reformer outlet temperature, shift converter inlet temperature and steam/carbon ratio. The results show that the optimal process conditions are a lower steam/carbon ratio and reformer outlet temperature than the current values of 3.0 and 798 °C. An increase/decrease in the shift conversion inlet temperature does not affect natural gas consumption, but it has an effect on minimizing the process steam overload.

Optimization as a method of search engine marketing

This study is dedicated to search engine marketing (SEM). It aims for developing a business model of SEM firms and to provide explicit research of trustworthy practices of virtual marketing companies. Optimization is a general term that represents a variety of techniques and methods of the web pages promotion. The research addresses optimization as a business activity, and it explains its role for the online marketing. Additionally, it highlights issues of unethical techniques utilization by marketers which created relatively negative attitude to them on the Internet environment. Literature insight combines in the one place both technical and economical scientific findings in order to highlight technological and business attributes incorporated in SEM activities. Empirical data regarding search marketers was collected via e-mail questionnaires. 4 representatives of SEM companies were engaged in this study to accomplish the business model design. Additionally, the fifth respondent was a representative of the search engine portal, who provided insight on relations between search engines and marketers. Obtained information of the respondents was processed qualitatively. Movement of commercial organizations to the online market increases demand on promotional programs. SEM is the largest part of online marketing, and it is a prerogative of search engines portals. However, skilled users, or marketers, are able to implement long-term marketing programs by utilizing web page optimization techniques, key word consultancy or content optimization to increase web site visibility to search engines and, therefore, user’s attention to the customer pages. SEM firms are related to small knowledge-intensive businesses. On the basis of data analysis the business model was constructed. The SEM model includes generalized constructs, although they represent a wider amount of operational aspects. Constructing blocks of the model includes fundamental parts of SEM commercial activity: value creation, customer, infrastructure and financial segments. Also, approaches were provided on company’s differentiation and competitive advantages evaluation. It is assumed that search marketers should apply further attempts to differentiate own business out of the large number of similar service providing companies. Findings indicate that SEM companies are interested in the increasing their trustworthiness and the reputation building. Future of the search marketing is directly depending on search engines development.

Simulation and optimization tools in paper machine concept design

The last decade has shown that the global paper industry needs new processes and products in order to reassert its position in the industry. As the paper markets in Western Europe and North America have stabilized, the competition has tightened. Along with the development of more cost-effective processes and products, new process design methods are also required to break the old molds and create new ideas. This thesis discusses the development of a process design methodology based on simulation and optimization methods. A bi-level optimization problem and a solution procedure for it are formulated and illustrated. Computational models and simulation are used to illustrate the phenomena inside a real process and mathematical optimization is exploited to find out the best process structures and control principles for the process. Dynamic process models are used inside the bi-level optimization problem, which is assumed to be dynamic and multiobjective due to the nature of papermaking processes. The numerical experiments show that the bi-level optimization approach is useful for different kinds of problems related to process design and optimization. Here, the design methodology is applied to a constrained process area of a papermaking line. However, the same methodology is applicable to all types of industrial processes, e.g., the design of biorefiners, because the methodology is totally generalized and can be easily modified.

Índice orientador do tratamento sistêmico da gravidez ectópica íntegra com dose única de metotrexato

Foi realizado estudo longitudinal em 42 pacientes com diagnóstico de gravidez ectópica íntegra, com o intuito de se elaborar um índice orientador do uso sistêmico de metotrexato em dose única (50 mg/m²) por via intramuscular. O acompanhamento se fez através de dosagens de beta-hCG (fração beta do hormônio gonadotrópico coriônico) realizadas no 1º, 4º e 7º dias após o emprego do quimioterápico. Quando ocorreu queda de 15% ou mais nos títulos de beta-hCG, apurados no 4º e no 7º dia, as pacientes receberam alta hospitalar e seguimento ambulatorial com dosagens semanais de beta-hCG até que se atingissem níveis inferiores a 5 mUI/ml. Foi elaborado um índice orientador do tratamento sistêmico com metotrexato baseado nos seguintes parâmetros: (1) valores iniciais de beta-hCG; (2) aspecto da imagem à ultra-sonografia (hematossalpinge, anel tubário, embrião vivo); (3) maior diâmetro da massa anexial; (4) quantidade de líquido livre; (5) fluxo vascular medido por meio do doppler colorido. Cada parâmetro recebeu pontuação de 0 a 2. A nota zero significa elemento de mau prognóstico, a nota dois indica parâmetros favoráveis e a nota um, situações intermediárias. O índice de sucesso com dose única foi de 69,0% (29/42 pacientes). A ultra-sonografia transvaginal com doppler colorido foi realizada em 20 das 42 pacientes do estudo. Neste grupo de 20 pacientes o sucesso do tratamento ocorreu em 75,0% dos casos (15/20). Entre as 22 pacientes que não foram avaliadas com doppler colorido a média das notas do índice nos casos de sucesso foi de 6,6, nas de insucesso 3,1. No grupo de pacientes avaliadas por doppler (20 pacientes) as médias foram de 7,9 (sucesso) e 4,2 (fracasso). No presente estudo a nota de corte foi estabelecida levando-se em conta o valor abaixo do qual o tratamento não foi efetivo e correspondeu a cinco, pois 93,75% das pacientes com nota superior a 5 evoluíram com sucesso (15/16), ao passo que notas inferiores ou iguais a cinco estiveram todas relacionadas com o fracasso do tratamento. O índice orientador ajuda-nos a indicar os melhores casos para o tratamento medicamentoso. Não o aconselhamos, portanto, quando a nota for inferior ou igual a cinco; por outro lado, podemos predizer boa evolução do tratamento, quando a nota for superior a cinco.

Avaliação da tolerabilidade e do controle de ciclo de dois contraceptivos orais de baixa dose: estudo comparativo aberto

Realizou-se um estudo aberto comparativo em nove centros brasileiros para avaliar a tolerabilidade e o controle de ciclo obtido com o uso de dois contraceptivos orais de baixa dose contendo 20 mg etinilestradiol/75 mg gestodeno e 20 mg etinilestradiol/150 mg desogestrel, durante seis ciclos de tratamento. Foram selecionadas 167 mulheres saudáveis com vida sexual ativa (77 no grupo do gestodeno e 90 no grupo do desogestrel), das quais 138 completaram os seis ciclos de tratamento. Em um subgrupo de novas usuárias realizou-se também perfil lipídico e hemostático. Foram avaliados 867 ciclos no total. Ocorreu sangramento irregular em 4,6% dos ciclos com gestodeno e em 8,1% com desogestrel. A tolerabilidade a ambas preparações foi boa, mas houve significativamente mais náusea no grupo do desogestrel. O controle de ciclo foi bom com os dois contraceptivos, sendo que houve freqüência significativamente menor de sangramento irregular no grupo do gestodeno quando se leva em conta que todos os ciclos foram considerados. Não houve alterações clinicamente significativas no perfil hemostático. O perfil lipídico mostrou tendência a tornar-se mais favorável após seis ciclos de tratamento com as duas preparações. Não ocorreu alteração no peso médio das mulheres no grupo do gestodeno; no grupo do desogestrel houve aumento significativo no peso médio de aproximadamente 1 kg após seis meses de tratamento. A adesão ao tratamento foi boa com as duas preparações. Os resultados deste estudo mostram que preparações contendo baixa dose de gestodeno ou desogestrel associados a 20 mg de etinilestradiol são contraceptivos bem tolerados que permitem bom controle de ciclo, sem efeitos colaterais significantes.

Automatic system identification and optimization of centrifugal pump operation

Centrifugal pumps are a notable end-consumer of electrical energy. Typical application of a centrifugal pump is the filling or emptying of a reservoir tank, where the pump is often operated at a constant speed until the process is completed. Installing a frequency converter to control the motor substitutes the traditional fixed-speed pumping system, allows the optimization of rotational speed profile for the pumping tasks and enables the estimation of rotational speed and shaft torque of an induction motor without any additional measurements from the motor shaft. Utilization of variable-speed operation provides the possibility to decrease the overall energy consumption of the pumping task. The static head of the pumping process may change during the pumping task. In such systems, the minimum rotational speed changes during reservoir filling or emptying, and the minimum energy consumption can’t be achieved with a fixed rotational speed. This thesis presents embedded algorithms to automatically identify, optimize and monitor pumping processes between supply and destination reservoirs, and evaluates the changing static head –based optimization method.

Qualitative Characteristics and Quantitative Measures of Solution's Reliability in Discrete Optimization: Traditional Analytical Approaches, Innovative Computational Methods and Applicability

The purpose of this thesis is twofold. The first and major part is devoted to sensitivity analysis of various discrete optimization problems while the second part addresses methods applied for calculating measures of solution stability and solving multicriteria discrete optimization problems. Despite numerous approaches to stability analysis of discrete optimization problems two major directions can be single out: quantitative and qualitative. Qualitative sensitivity analysis is conducted for multicriteria discrete optimization problems with minisum, minimax and minimin partial criteria. The main results obtained here are necessary and sufficient conditions for different stability types of optimal solutions (or a set of optimal solutions) of the considered problems. Within the framework of quantitative direction various measures of solution stability are investigated. A formula for a quantitative characteristic called stability radius is obtained for the generalized equilibrium situation invariant to changes of game parameters in the case of the H¨older metric. Quality of the problem solution can also be described in terms of robustness analysis. In this work the concepts of accuracy and robustness tolerances are presented for a strategic game with a finite number of players where initial coefficients (costs) of linear payoff functions are subject to perturbations. Investigation of stability radius also aims to devise methods for its calculation. A new metaheuristic approach is derived for calculation of stability radius of an optimal solution to the shortest path problem. The main advantage of the developed method is that it can be potentially applicable for calculating stability radii of NP-hard problems. The last chapter of the thesis focuses on deriving innovative methods based on interactive optimization approach for solving multicriteria combinatorial optimization problems. The key idea of the proposed approach is to utilize a parameterized achievement scalarizing function for solution calculation and to direct interactive procedure by changing weighting coefficients of this function. In order to illustrate the introduced ideas a decision making process is simulated for three objective median location problem. The concepts, models, and ideas collected and analyzed in this thesis create a good and relevant grounds for developing more complicated and integrated models of postoptimal analysis and solving the most computationally challenging problems related to it.

Uso de antagonista de GnRH (cetrorelix) em dose única para evitar ovulações prematuras em ciclos de fertilização assistida

OBJETIVO: verificar a eficácia de uma dose única subcutânea de acetato de cetrorelix em evitar a ovulação prematura em ciclos de fertilização assistida. MÉTODOS: estudo prospectivo, randomizado e controlado, pelo qual foram avaliados 20 ciclos de estimulação ovariana em mulheres submetidas a fertilização assistida, 10 das quais utilizaram o esquema tradicional de bloqueio hipofisário com análogos de GnRH em doses diárias (grupo controle) e 10 utilizaram antagonista de GnRH em dose única de 3 mg no 7º dia de estimulação ovariana (grupo cetrorelix). Foram dosados FSH, LH, estradiol e progesterona no soro no primeiro e sétimo dia da estimulação, no dia da injeção de HCG e no dia da captação de oócitos. Os grupos foram comparados entre si quanto a eficácia do bloqueio hipofisário (nível de progesterona no dia da aplicação do HCG) e desempenho nos ciclos de fertilização assistida (ampolas de gonadotrofinas utilizadas, folículos maiores que 18 mm, oócitos captados, taxas de fertilização, implantação e gravidez) utilizando os testes de Mann-Whitney e exato de Fisher. RESULTADOS: não houve diferença significativa entre os grupos controle e cetrorelix, respectivamente, para a mediana da idade (31,5 e 34 anos), índice de massa corpórea (24 e 22), ampolas de gonadotrofinas utilizadas (34 e 32), folículos recrutados (3,5 e 3,0), oócitos captados (11 e 5), embriões obtidos (4 e 3), taxas de fertilização (93,7 e 60%, p = 0,07) e gravidez (50 e 60%, p = 0,7). Em ambos os grupos observou-se bloqueio hipofisário eficaz durante o período de estimulação ovariana. CONCLUSÕES: estes resultados confirmam a eficácia da dose única de 3 mg de acetato de cetrorelix em prevenir ovulações prematuras em pacientes submetidas a fertilização assistida, mostrando tendência a obtenção de menor número de embriões e menores taxas de fertilização no grupo cetrorelix em relação ao grupo controle. As taxas de implantação e gravidez foram semelhantes entre os dois grupos. Estudos prospectivos com maior número de pacientes são necessários para confirmar estes achados.

Uso de meia dose de agonista do GnRH de depósito para supressão hipofisária em ciclos de fertilização in vitro

OBJETIVO: descrever a experiência de um serviço de reprodução assistida com a utilização de meia dose de agonista do GnRH de depósito para a supressão hipofisária em ciclos de fertilização in vitro (FIV). MÉTODOS: estudo prospectivo em que foram avaliados ciclos de FIV ou "intracytoplasmatic sperm injection" (ICSI) utilizando meia dose de acetato de leuprolide de depósito, iniciado na fase lútea média do ciclo menstrual, no período de agosto de 2005 a março de 2006. Foi administrado FSH recombinante para indução ovariana controlada em dose variada. O hCG era administrado quando pelo menos um folículo atingisse 19 mm de diâmetro máximo. Realizou-se FIV ou ICSI nos oócitos maduros de acordo com fator de infertilidade. Transferiram-se até quatro embriões por paciente no segundo ou terceiro dia após a captação. O uso de progesterona foi iniciado no mesmo dia da coleta oocitária. A dosagem sérica de beta-hCG foi realizada no 14° dia após a coleta dos oócitos. Foram avaliados os seguintes parâmetros: número de ciclos aspirados, ciclos cancelados e ciclos transferidos, quantidade total de FSH utilizado, número de oócitos maduros, taxa de fertilização, número de embriões transferidos, taxa de implantação embrionária e taxa de gestação clínica. RESULTADOS: 109 ciclos de FIV/ICSI utilizaram o protocolo descrito. A média de idade das pacientes foi 34,9 anos. A taxa de cancelamento foi de 1,8% dos ciclos iniciados. Foram utilizadas 1.905 UI de gonadotrofina, em média, por ciclo iniciado. Um total de 86,5% dos oócitos obtidos eram maduros, e a taxa de fertilização foi de 76,3%. A média de embriões transferidos foi 2,7. As taxas de gestação por aspiração e por transferência foram 25,2 e 25,7%, respectivamente. Um total de 26,3% das gestações eram gemelares e 5,3%, trigemelares. CONCLUSÃO: a administração de meia dose (1,87 mg) de acetato de leuprolide de depósito para bloqueio hipofisário pode ser utilizada com sucesso em ciclos de estimulação ovariana para FIV. Maior conforto, praticidade e menor custo são suas principais vantagens.

Baixa dose de misoprostol sublingual (12,5 µg) para indução do parto

OBJETIVO: Descrever os resultados maternos e perinatais utilizando 12,5 µg de misoprostol sublingual para indução do parto em gestantes com feto vivo a termo. MÉTODOS: Realizou-se um estudo multicêntrico, tipo ensaio clínico, aberto e não randomizado, no período de julho a dezembro de 2009. Foram incluídas 30 gestantes com indicação de indução do parto, a termo, feto vivo, escore de Bishop menor ou igual a seis, apresentação cefálica, peso fetal estimado menor que 4.000 g e índice de líquido amniótico maior que cinco. Foram excluídas mulheres com cicatriz uterina, alteração da vitalidade fetal, anomalias congênitas, gestação múltipla, restrição de crescimento intrauterino, hemorragia genital e contraindicações ao parto vaginal. O comprimido de misoprostol sublingual 12,5 µg foi administrado a cada seis horas, até o início do trabalho de parto, máximo de oito doses. RESULTADOS: O trabalho de parto foi induzido satisfatoriamente em 90% das gestantes. As médias dos intervalos entre a primeira dose e o início das contrações uterinas e o parto foram de 14,3±11,7 horas e 25,4±13 horas, respectivamente. A frequência de parto vaginal foi de 60%. A taquissistolia ocorreu em duas gestantes, sendo revertida em ambos os casos sem necessitar de cesariana. A eliminação de mecônio foi observada em quatro pacientes e o escore de Apgar foi menor que sete no quinto minuto em um recém-nascido. CONCLUSÃO: Os desfechos maternos e perinatais foram favoráveis depois da indução do parto com misoprostol sublingual na dose de 12,5 µg a cada seis horas. No entanto, são necessários ensaios clínicos controlados comparando esse esquema posológico com outras doses e vias de administração