Modelo matemático para o controle ótimo de Volt/VAr em sistemas de distribuição de energia elétrica trifásicos

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Aperfeiçoamento do método clause-column table para a geração eficiente de implicantes primos

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Aplicação da Teoria das Filas no caixa rápido de um supermercado: estudo de caso microeconômico

A Pesquisa Operacional (PO) oferece ferramentas, usando modelos matemáticos, que descrevem situações do mundo real das empresas e do governo. Estes modelos permitem otimizar lucros ou minimizar custos através da Programação Linear (PL), considerada a maior descoberta da matemática aplicada do século XX. Sua aplicabilidade é imensa e a programação computacional é simples. Por exemplo, o uso de software como o Excel, garante encontrar a solução para problemas que podem envolver um número grande de variáveis e assim auxiliar os agentes na tomada de decisão. Vários Prêmios Nobel em Economia tiveram a PL envolvido em seu conteúdo, por exemplo, os prêmios dados a Leonid Kantorovich, Leonid Hurwicz, Tjalling Koopmans Kenneth, Kenneth J. Arrow e Robert Dorfman, Paul Samuelson e Robert Solow. A Teoria das Filas, utilizada neste trabalho, é uma ferramenta da PO que envolve distribuição de probabilidades e permite investigar a chegada e atendimento de clientes, a partir de certos números de canais disponíveis. O caso em análise é uma fila do caixa rápido do supermercado Oba Hortifruti, localizado na cidade de Indaiatuba - São Paulo. A fila possui característica M/M/1, no qual o primeiro M denota que a chegada de clientes à fila segue uma distribuição de Poisson, o segundo M denota que o tempo de atendimento dos clientes segue a distribuição Exponencial e o 1 significa que há apenas um canal de atendimento. A aplicação desta ferramenta sugere uma otimização do serviço para que o mesmo se torne estável (objetivo qualitativo), gerando assim uma maior satisfação do cliente com o atendimento, podendo elevar a margem de lucro do estabelecimento em estudo (objetivo quantitativo)

Metodologia para otimização em subcontratação de serviço de usinagem

Operational Research (OR) is an eminent science to business competitiveness and the capacity of algorithms and spreadsheets that exist today allows people to apply them for a lower cost and with less complexity. However, spreadsheets linked to OR techniques, when directed to real problems, are still little explored in their full potential. In order to use them better, this article utilizes the Microsoft Office Excel to solve an optimization practical problem and decision-making of machining subcontracting. In general, although considered a frequent problem, is not of easy solution, optimize the mix of production versus outsourcing, because of the restrictions and resources available, it requests investments in specific software. In this way, this research aims to develop software to be called SOSU (Optimization Software for Machining Subcontracting). SOSU should introduce the best mix of internal and subcontracted machining for n types of parts that, over a certain period of time t, maximize capacity and meet all the demand at the lowest cost possible. The methodology adopted follows the bibliographic reference and it is assumed that the necessary data to prove from mathematical modeling of production areas and from a system of costs already structured. The nature of the problem justifies the application of Linear Programming (LP), Visual Basic for Applications (VBA) is used for computational implementation and interface with the user and the supplement Solver to find the solution. The analysis of the experiments show that the SOSU optimizes resources and improves the decision-making process, besides an easy operation, it can be implemented or quickly adapted and without the need of large investments.

Modelo matemático para determinação do custo e produção de energia na cultura da cana-de-açúcar

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

Análise econômica da eficiência da produção de cana-de-açúcar de fornecedores do Estado do Paraná

The sugarcane industry has been important in the Brazilian economy since the colonial period. The search for alternative energy sources has gained more prominence, by offering a product generating clean energy. With the opening of the Brazilian economy, the sector has undergone transformations operating in a free market environment requiring greater efficiency and competitiveness of those involved in order to stay in business. This scenario is producer/supplier independent, and social aspects related to their stay in the market. Although its share in sugarcane production is smaller than the plant itself, it is still considerable having reached around 20% to 25% in 2008 by employing labor, also production factors had an important economic impact in the regions where they operate. Therefore, this study aimed to estimate the economic efficiency and production of independent sugarcane producers in the state of Paraná through the DEA model. The Data envelopment analysis (DEA) is a nonparametric technique that, using linear programming constructs production borders from production units that employ similar technological processes to transform inputs into outputs.The results showed that of the total surveyed, 13.56% had maximum efficiency (an efficiency score equal to 1). The average efficiency under variable returns to scale (BCC-DEA) was 0.71024. One can thus conclude that for the majority of the samples collected, it might be better use of available resources to the in order to obtain the economic efficiency of the production process.

Planejamento dinâmico a longo prazo de ativos de sistemas de distribuição de energia elétrica considerando a incorporação de diferentes tipos de elementos adicionais de expansão

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Models for capacitated lot-sizing problem with backlogging, setup carryover and crossover

Setup operations are significant in some production environments. It is mandatory that their production plans consider some features, as setup state conservation across periods through setup carryover and crossover. The modelling of setup crossover allows more flexible decisions and is essential for problems with long setup times. This paper proposes two models for the capacitated lot-sizing problem with backlogging and setup carryover and crossover. The first is in line with other models from the literature, whereas the second considers a disaggregated setup variable, which tracks the starting and completion times of the setup operation. This innovative approach permits a more compact formulation. Computational results show that the proposed models have outperformed other state-of-the-art formulation.

Impactos de regulações ambientais sobre o transporte de cargas no Brasil: uma análise para o transporte de soja

O aumento da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera levou a uma preocupação de como se reduzir as emissões destes gases. Desta preocupação surgiram instrumentos de regulação a fim de reduzir ou controlar os níveis de poluição. Dentro deste contexto, esta pesquisa analisou o setor de transportes de cargas, com ênfase no transporte de soja. No Brasil, o setor de transportes é um dos principais responsáveis pelas emissões de gases de efeito estufa provenientes da queima de combustíveis fósseis. No setor de transportes, as emissões diferem entre os modais, sendo que as ferrovias e hidrovias poluem menos que as rodovias. Desta forma, simulou-se por meio de um modelo de programação linear se a adoção de medidas regulatórias sobre as emissões de CO2 traria uma alteração no uso das ferrovias e hidrovias. Uma das constatações, ao se utilizar o modelo de Minimização de Fluxo de Custo Mínimo para o transporte de soja em 2013, foi que a capacidade de embarque nos terminais ferroviários e hidroviários desempenha um papel fundamental na redução das emissões de CO2. Se não houver capacidade suficiente, a adoção de uma taxa pode não provocar a redução das emissões. No caso do sistema de compra e crédito de carbono, seria necessária a compra de créditos de carbono, numa situação em que a capacidade de embarque nos terminais intermodais seja limitada. Verificou-se, ainda, que melhorias na infraestrutura podem desempenhar um papel mitigador das emissões. Um aumento da capacidade dos terminais ferroviários e hidroviários existentes, bem como o aumento da capacidade dos portos, pode provocar a redução das emissões de CO2. Se os projetos de expansão das ferrovias e hidrovias desenvolvidos por órgãos governamentais saírem do papel, pode-se chegar a uma redução de pouco mais de 50% das emissões de CO2. Consideraram-se ainda quais seriam os efeitos do aumento do uso de biodiesel como combustível e percebeu-se que seria possível obter reduções tanto das emissões quanto do custo de transporte. Efeitos semelhantes foram encontrados quando se simulou um aumento da eficiência energética. Por fim, percebeu-se nesta pesquisa que a adoção de uma taxa não traria tantos benefícios, econômicos e ambientais, quanto a melhoria da infraestrutura logística do país.

Estratégias de comercialização e investimento, com ênfase em energias renováveis, suportadas por modelos de otimização especializados para avaliação estocástica de risco x retorno.

A comercialização de energia elétrica de fontes renováveis, ordinariamente, constitui-se uma atividade em que as operações são estruturadas sob condições de incerteza, por exemplo, em relação ao preço \"spot\" no mercado de curto prazo e a geração de energia dos empreendimentos. Deriva desse fato a busca dos agentes pela formulação de estratégias e utilização de ferramentais para auxiliá-los em suas tomadas de decisão, visando não somente o retorno financeiro, mas também à mitigação dos riscos envolvidos. Análises de investimentos em fontes renováveis compartilham de desafios similares. Na literatura, o estudo da tomada de decisão considerada ótima sob condições de incerteza se dá por meio da aplicação de técnicas de programação estocástica, que viabiliza a modelagem de problemas com variáveis randômicas e a obtenção de soluções racionais, de interesse para o investidor. Esses modelos permitem a incorporação de métricas de risco, como por exemplo, o Conditional Value-at-Risk, a fim de se obter soluções ótimas que ponderem a expectativa de resultado financeiro e o risco associado da operação, onde a aversão ao risco do agente torna-se um condicionante fundamental. O objetivo principal da Tese - sob a ótica dos agentes geradores, consumidores e comercializadores - é: (i) desenvolver e implementar modelos de otimização em programação linear estocástica com métrica CVaR associada, customizados para cada um desses agentes; e (ii) aplicá-los na análise estratégica de operações como forma de apresentar alternativas factíveis à gestão das atividades desses agentes e contribuir com a proposição de um instrumento conceitualmente robusto e amigável ao usuário, para utilização por parte das empresas. Nesse contexto, como antes frisado, dá-se ênfase na análise do risco financeiro dessas operações por meio da aplicação do CVaR e com base na aversão ao risco do agente. Considera-se as fontes renováveis hídrica e eólica como opções de ativos de geração, de forma a estudar o efeito de complementaridade entre fontes distintas e entre sites distintos da mesma fonte, avaliando-se os rebatimentos nas operações.

Formulações e algoritmos para o problema das p-medianas heterogêneo livre de penalidade

This work presents a new model for the Heterogeneous p-median Problem (HPM), proposed to recover the hidden category structures present in the data provided by a sorting task procedure, a popular approach to understand heterogeneous individual’s perception of products and brands. This new model is named as the Penalty-free Heterogeneous p-median Problem (PFHPM), a single-objective version of the original problem, the HPM. The main parameter in the HPM is also eliminated, the penalty factor. It is responsible for the weighting of the objective function terms. The adjusting of this parameter controls the way that the model recovers the hidden category structures present in data, and depends on a broad knowledge of the problem. Additionally, two complementary formulations for the PFHPM are shown, both mixed integer linear programming problems. From these additional formulations lower-bounds were obtained for the PFHPM. These values were used to validate a specialized Variable Neighborhood Search (VNS) algorithm, proposed to solve the PFHPM. This algorithm provided good quality solutions for the PFHPM, solving artificial generated instances from a Monte Carlo Simulation and real data instances, even with limited computational resources. Statistical analyses presented in this work suggest that the new algorithm and model, the PFHPM, can recover more accurately the original category structures related to heterogeneous individual’s perceptions than the original model and algorithm, the HPM. Finally, an illustrative application of the PFHPM is presented, as well as some insights about some new possibilities for it, extending the new model to fuzzy environments

Metodologia de otimização estocástica para coordenação eólico-fotovoltaica

Esta dissertação incide sobre o tema da coordenação entre sistemas eólicos e fotovoltaicos que participam no mercado de eletricidade. A incerteza da potência eólica e fotovoltaica é uma caraterística predominante nesta coordenação, devendo ser considerada no planeamento ótimo de sistemas eólico-fotovoltaicos. A fim de modelizar a incerteza é apresentada uma metodologia de otimização estocástica baseada em programação linear para maximizar o lucro esperado de uma empresa produtora de energia elétrica que participa no mercado diário. A coordenação entre sistemas eólicos e fotovoltaicos visa mitigar os desequilíbrios de energia, resultantes das ofertas horárias submetidas no mercado diário e, consequentemente, reduzir as penalizações financeiras. Os resultados da coordenação entre um sistema eólico e um sistema fotovoltaico são comparados com os resultados obtidos para a operação não coordenada. Estes resultados permitem concluir que a metodologia desenvolvida aplicada à coordenação apresenta um lucro esperado superior ao lucro obtido para a operação não coordenada; Abstract Stochastic Optimization Methodology for Wind-Photovoltaic Coordination This dissertation focuses on the issue of coordination between wind and photovoltaic systems participating in electricity markets. The uncertainty of wind and photovoltaic power is a main characteristic of these systems, which must be included in the optimal scheduling of the coordination of wind with photovoltaic systems. In order to model the uncertainty is presented a stochastic approach based on linear programming to maximize the profit of a wind photovoltaic power producer which participates in electricity markets. The coordination of wind with photovoltaic systems aims to mitigate the energy deviations, as a result of the participation in day-ahead market and therefore reducing economic penalties. The results obtained by the coordination are compared to results obtained by the separated operation of wind and photovoltaic systems. The results allow concluding that the proposed approach applied to the coordination presents an expected profit higher than the expected profit without coordination.

Utilização de inteligência competitiva, da gestão de riscos e da computação aplicada para ganhos de competitividade em instituição organizadora de concursos

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2015.

O problema da supressão na protecção de informação confidencial: formalizações e algoritmos.

Doutoramento em Matemática Aplicada à Economia e à Gestão.