Métodos heurísticos para un problema multicriterio de distribución de ayuda humanitaria

Large scale disasters, such as the one caused by the Typhoon Haiyan, which devastated portions of the Philippines in 2013, or the catastrophic 2010 Haiti earthquake, which caused major damage in Port-au-Prince and other settlements in the region, have massive and lasting effects on populations. Nowadays, disasters can be considered as a consequence of inappropriately managed risk. These risks are the product of hazards and vulnerability, which refers to the extent to which a community can be affected by the impact of a hazard. In this way, developing countries, due to their greater vulnerability, suffer the highest costs when a disaster occurs. Disaster relief is a challenge for politics, economies, and societies worldwide. Humanitarian organizations face multiple decision problems when responding to disasters. In particular, once a disaster strikes, the distribution of humanitarian aid to the population affected is one of the most fundamental operations in what is called humanitarian logistics. This term is defined as the process of planning, implementing and controlling the effcient, cost-effective ow and storage of goods and materials as well as related information, from the point of origin to the point of consumption, for the purpose of meeting the end bene- ciaries' requirements and alleviate the suffering of vulnerable people, [the Humanitarian Logistics Conference, 2004 (Fritz Institute)]. During the last decade there has been an increasing interest in the OR/MS community in studying this topic, pointing out the similarities and differences between humanitarian and business logistics, and developing models suited to handle the special characteristics of these problems. Several authors have pointed out that traditional logistic objectives, such as minimizing operation cost, are not the most relevant goals in humanitarian operations. Other factors, such as the time of operation, or the design of safe and equitable distribution plans, come to the front, and new models and algorithms are needed to cope with these special features. Up to six attributes related to the distribution plan are considered in our multi-criteria approach. Even though there are usually simple ways to measure the cost of an operation, the evaluation of some other attributes such as security or equity is not easy. As a result, several attribute measures are proposed and developed, focusing on different aspects of the solutions. Furthermore, when metaheuristic solution methods are used, considering non linear objective functions does not increase the complexity of the algorithms significantly, and thus more accurate measures can be utilized...

Métodos híbridos de pontos interiores/exteriores e de aproximantes de funções em problemas multiobjetivo de despacho econômico e ambiental

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Balanceamento de linhas de produção usando algoritmos genéticos

Aquando da definição de um layout por fluxo de produto, ou linha de produção, é necessário proceder-se à melhor selecção de combinações de tarefas a serem executadas em cada estação / posto de trabalho para que o trabalho seja executado numa sequência exequível e sejam necessárias quantidades de tempo aproximadamente iguais em cada estação / posto de trabalho. Este processo é chamado de balanceamento da linha de produção. Verifica-se que as estações de trabalho e equipamentos podem ser combinados de muitas maneiras diferentes; daí que a necessidade de efectuar o balanceamento das linhas de produção implique a distribuição de actividades sequenciais por postos de trabalho de modo a permitir uma elevada utilização de trabalho e de equipamentos e a minimizar o tempo de vazio. Os problemas de balanceamento de linhas são tipicamente problemas complexos de tratar, devido ao elevado número de combinações possíveis. Entre os métodos utilizados para resolver estes problemas encontram-se métodos de tentativa e erro, métodos heurísticos, métodos computacionais de avaliação de diferentes opções até se encontrar uma boa solução e métodos de optimização. O objectivo deste trabalho passou pelo desenvolvimento de uma ferramenta computacional para efectuar o balanceamento de linhas de produção recorrendo a algoritmos genéticos. Foi desenvolvida uma aplicação que implementa dois algoritmos genéticos, um primeiro que obtém soluções para o problema e um segundo que optimiza essas soluções, associada a uma interface gráfica em C# que permite a inserção do problema e a visualização de resultados. Obtiveram-se resultados exequíveis demonstrando vantagens em relação aos métodos heurísticos, pois é possível obter-se mais do que uma solução. Além disso, para problemas complexos torna-se mais prático o uso da aplicação desenvolvida. No entanto, esta aplicação permite no máximo seis precedências por cada operação e resultados com o máximo de nove estações de trabalho.

Despacho óptimo em sistemas eléctricos de energia isolados

A gestão dos sistemas eléctricos de energia assume um papel fundamental a vários níveis. Desde logo, o bom funcionamento (qualidade e continuidade de serviço) e a segurança da exploração apenas são conseguidos com um bom planeamento. Outro ponto importantíssimo é o aspecto económico. A este nível, os sistemas eléctricos representam um peso importante nas economias nacionais, uma vez que a energia é o motor do desenvolvimento. Nos tempos que correm, o aparecimento de grandes potências tem agitado os mercados energéticos, fazendo com que o preço dos produtos energéticos atinja máximos históricos. No primeiro capítulo deste trabalho, é feita uma introdução onde se apresenta e contextualiza o Despacho Óptimo na gestão global dos sistemas eléctricos de energia e como estes evoluíram nos últimos anos. O problema do Despacho Óptimo e todas as condicionantes/variáveis inerentes à sua resolução são aprofundados no capítulo 2. Primeiramente desprezando as perdas de transmissão das linhas, e depois com a sua contemplação. É, também, apresentado o métodos dos multiplicadores de Lagrange aplicado a este problema. No capítulo 3 é feita uma resenha da evolução dos métodos utilizados para a resolução do Despacho Óptimo, fazendo-se a destrinça entre os métodos clássicos e os mais recentes métodos heurísticos. A evolução que se tem verificado ao longo dos anos nos métodos utilizados, assim como o recurso ao cálculo computacional, devem-se à crescente complexidade dos Sistemas Eléctricos e à necessidade de rapidez e precisão nos resultados. Devido ao facto das centrais de produção de energia eléctrica funcionarem, não só com recurso a matérias-primas mas também através de recursos naturais que não têm um custo de aquisição, mas que não têm uma disponibilidade constante, existe a necessidade de se fazer uma gestão criteriosa na conjugação dos diversos tipos de produção. Como no nosso pais a grande alternativa às centrais térmicas são as hídricas, no capítulo 4 é apresentado o problema da coordenação hidro-térmica. No capítulo 5 é exposta a ferramenta computacional desenvolvida para a resolução do despacho óptimo com e sem perdas, que consiste num programa elaborado com o “software MatLab”. Este trabalho finaliza com um capítulo de conclusões.

Optimización del sistema de transporte en el colegio The English School

La optimización de sistemas y modelos se ha convertido en uno de los factores más importantes a la hora de buscar la mayor eficiencia de un proceso. Este concepto no es ajeno al transporte escolar, ambiente que cambia constantemente al ritmo de las necesidades de sus clientes, y que responde ante una fuerte responsabilidad frente a sus usuarios, los niños que hacen uso del servicio, en cuanto al cumplimiento de tiempos y seguridad, mientras busca constantemente la reducción de costos. Este proyecto expone las problemáticas presentadas en The English School en esta área y propone un modelo de optimización simple que permitirá notables mejoras en términos de tiempos y costos, de tal forma que genere beneficios para la institución en términos financieros y de satisfacción al cliente. Por medio de la implementación de este modelo será posible identificar errores comunes del proceso, se identificarán soluciones prácticas de fácil aplicación en el manejo del transporte y se presentarán los resultados obtenidos en la muestra utilizada para desarrollar el proyecto.

Indicadores coincidentes de atividade econômica e uma cronologia de recessões para o Brasil

Esse trabalho discute 3 índices alternativos de atividade econômica para o Brasil e, a partir dos mesmos, busca estabelecer uma cronologia de recessões para o passado recente da economia brasileira. Isso é feito incorporando à nossa pesquisa parte da experiência americana de quase um século de pesquisas sobre ciclos de negócios - da NBER e do TeB. Decidiu-se considerar aqui uma gama de possíveis indicadores coincidentes e antecedentes - uns baseados em métodos heurísticos e outros baseados em sofisticadas técnicas estatístico-econométricas - de forma a poder comparar seus resultados vis-à-vis a nossa pouca experiência de cronologia de recessões. Além disso, houve um grande esforço de construção de séries coincidentes à atividade econômica, pois nem todas estavam disponíveis na abrangência e extensão necessárias. A partir dos resultados de uma bateria de testes estatísticos, e também levando em conta a simplicidade de cálculo, concluímos por sugerir que o índice brasileiro deva seguir a metodologia do TeE.

Sistema de replicação de circuitos integrados digitais baseado em análise comportamental

Nesta dissertação de mestrado é desenvolvido um sistema de replicação de circuitos integrados digitais (combinatórios e sequenciais), por observação do seu normal funcionamento. O sistema desenvolvido carateriza-se pela capacidade de extrair e descrever na linguagem VHDL o comportamento de um circuito integrado digital em funcionamento, utilizando técnicas não invasivas e automatizadas, suportado por um vasto conjunto de algoritmos de aquisição e análise de dados. O sistema desenvolvido assenta em dois módulos principais: um módulo de software que consiste numa plataforma de algoritmos de análise, controlo e gestão do sistema (alojada num computador) e um módulo de aquisição de dados (hardware) que consiste num circuito capaz de realizar as medições necessárias para o funcionamento do sistema, comandado pelo módulo de software. A comunicação entre os dois módulos é efetuada via porta série. Os algoritmos desenvolvidos realizam uma análise da correspondência entre entradas e saídas procurando aplicar uma aproximação a um circuito combinatório se possível, caso contrário são utilizados métodos heurísticos para efetuar uma aproximação a um circuito sequencial através de uma máquina de estados. Entradas ou saídas constantes são previamente identificados e excluídos do processo de análise, para efeitos de simplificação. Os resultados obtidos demonstram que é possível replicar o comportamento observado em circuitos digitais (combinatórios e sequenciais) desde que o número de amostras recolhidas seja adequado. Verifica-se ainda que o método desenvolvido replica a funcionalidade do circuito integrado nas condições onde o circuito está inserido.

Algoritmos de otimização para decisões de localização de facilidades e distribuição em sistemas multiníveis de transporte rodoviário de carga

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Uma análise experimental de abordagens heurísticas aplicadas ao problema do caixeiro viajante

Due to great difficulty of accurate solution of Combinatorial Optimization Problems, some heuristic methods have been developed and during many years, the analysis of performance of these approaches was not carried through in a systematic way. The proposal of this work is to make a statistical analysis of heuristic approaches to the Traveling Salesman Problem (TSP). The focus of the analysis is to evaluate the performance of each approach in relation to the necessary computational time until the attainment of the optimal solution for one determined instance of the TSP. Survival Analysis, assisted by methods for the hypothesis test of the equality between survival functions was used. The evaluated approaches were divided in three classes: Lin-Kernighan Algorithms, Evolutionary Algorithms and Particle Swarm Optimization. Beyond those approaches, it was enclosed in the analysis, a memetic algorithm (for symmetric and asymmetric TSP instances) that utilizes the Lin-Kernighan heuristics as its local search procedure

Um estudo algorítmico para otimização do plano de tratamento da radioterapia conformal

This work performs an algorithmic study of optimization of a conformal radiotherapy plan treatment. Initially we show: an overview about cancer, radiotherapy and the physics of interaction of ionizing radiation with matery. A proposal for optimization of a plan of treatment in radiotherapy is developed in a systematic way. We show the paradigm of multicriteria problem, the concept of Pareto optimum and Pareto dominance. A generic optimization model for radioterapic treatment is proposed. We construct the input of the model, estimate the dose given by the radiation using the dose matrix, and show the objective function for the model. The complexity of optimization models in radiotherapy treatment is typically NP which justifyis the use of heuristic methods. We propose three distinct methods: MOGA, MOSA e MOTS. The project of these three metaheuristic procedures is shown. For each procedures follows: a brief motivation, the algorithm itself and the method for tuning its parameters. The three method are applied to a concrete case and we confront their performances. Finally it is analyzed for each method: the quality of the Pareto sets, some solutions and the respective Pareto curves

Times assíncronos inicializadores para o planejamento da expansão da transmissão de energia elétrica baseados no modelo híbrido linear

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Heurísticas para o problema de dimensionamento de lotes capacitado com custo de transporte

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Metodologias de planeamento e gestão da produção na indústria metalúrgica

O presente trabalho propõe demonstrar como o sistema PHC Manufactor se adequa à empresa em estudo, Ciclo Fapril, apresentando as opções de planeamento que este oferece, as dificuldades com que a empresa se irá deparar e, quando possível, o que fazer para ultrapassar as adversidades colocadas pelo sistema. Numa segunda parte são estudadas algumas heurísticas, nomeadamente FIFO, Tempo de Processamento, EDD, MOR e LOR, para se perceber qual a que melhor se adapta à empresa, de forma a poder cumprir com os prazos acordados. Posteriormente utilizou-se a heurística com melhores resultados e fez-se algumas alterações aos tempos de processamento dos centros de trabalho para melhorar a sua capacidade de resposta aos pedidos. No Final deste estudo percebeuse que o planeamento por EDD era o que melhor se adaptava a empresa. Percebeu-se ainda que os centros de trabalho AS e AT são os que têm menor produtividade e por este motivo se deveria aumentar a sua produtividade, de forma a aumentar a produtividade global.

Espécies reativas de oxigênio e de nitrogênio, antioxidantes e marcadores de dano oxidativo em sangue humano: principais métodos analíticos para sua determinação

We review here the chemistry of reactive oxygen and nitrogen species, their biological sources and targets; particularly, biomolecules implicated in the redox balance of the human blood, and appraise the analytical methods available for their detection and quantification. Those biomolecules are represented by the enzymatic antioxidant defense machinery, whereas coadjutant reducing protection is provided by several low molecular weight molecules. Biomolecules can be injured by RONS yielding a large repertoire of oxidized products, some of which can be taken as biomarkers of oxidative damage. Their reliable determination is of utmost interest for their potentiality in diagnosis, prevention and treatment of maladies.

Aplicação de métodos de calibração multivariada para a determinação simultânea de riboflavina (VB2), tiamina (VB1), piridoxina (VB6) e nicotinamida (VPP)

In this work, the artificial neural networks (ANN) and partial least squares (PLS) regression were applied to UV spectral data for quantitative determination of thiamin hydrochloride (VB1), riboflavin phosphate (VB2), pyridoxine hydrochloride (VB6) and nicotinamide (VPP) in pharmaceutical samples. For calibration purposes, commercial samples in 0.2 mol L-1 acetate buffer (pH 4.0) were employed as standards. The concentration ranges used in the calibration step were: 0.1 - 7.5 mg L-1 for VB1, 0.1 - 3.0 mg L-1 for VB2, 0.1 - 3.0 mg L-1 for VB6 and 0.4 - 30.0 mg L-1 for VPP. From the results it is possible to verify that both methods can be successfully applied for these determinations. The similar error values were obtained by using neural network or PLS methods. The proposed methodology is simple, rapid and can be easily used in quality control laboratories.