[pt] Este trabalho propõe uma metodologia para a otimização de forma de estruturas geometricamente não-lineares. O objetivo desta metodologia é evitar os problemas de instabilidade apresentados por estruturas otimizadas de acordo com a formulação clássica. Ela foi implementada para problemas bidimensionais e os resultados obtidos na otimização de diferentes estruturas demonstraram o seu sucesso. Utilizando-se conceitos de modelagem geométrica, a forma da estrutura é defini-da através das curvas de seu contorno. Assim, a representação paramétrica de curvas e a definição destas em função de um conjunto de pontos de interpolação (pontos-chave) são discutidas detalhadamente. A ênfase é dada à interpolação através de B-splines,devido a sua grande flexibilidade. O problema de otimização é definido com base no modelo geométrico e as variáveis de projeto são as coordenadas dos pontos-chave. A simetria da estrutura é garantida através da ligação de variáveis. A estrutura é analisada através de elementos isoparametricos planos. Assim, antes de realizar a análise, é necessário discretizar a estrutura em um conjunto de elementos finitos. Para realizar esta tarefa foram implementados diferentes algoritmos de geração de malhas, tanto estruturadas quanto não-estruturadas. O método de Newton-Raphson é utilizado pa- ra determinar a configuração de equilíbrio e diferentes métodos podem ser aplicados para determinar os pontos críticos. Devido aos problemas de convergência apresentados pelos métodos diretos para a determinação dos pontos crticos, um método semi-direto foi desenvolvido neste trabalho. Os resultados obtidos na análise de diferentes exemplos mostraram a adequação dos elementos finitos e dos métodos numéricos implementados. Os algoritmos de programação matemática utilizados neste trabalho precisam dos gradientes da função objetivo e das restrições, que são calculadas com base nos gradientes das respostas da estrutura. Partindo-se de equações gerais válidas para quaisquer elementos,foram desenvolvidas expressões analíticas que permitem o cálculo exato das sensibilidades de elementos finitos isoparamétricos formulados através do procedimento Lagrangiano Total. O desenvolvimento e a implementação de expressões semelhantes para elementos mais complexos é uma tarefa bastante árdua. Por outro lado, o método das diferenças fi- nitas é simples e genérico, mas muito caro computacionalmente. O método semi-analítico mantémm as vantagens da utilização de diferenças finitas e possui um custo computacional baixo, porém pode apresentar sérios problemas de preciso. Devido a estes motivos, foi desenvolvido neste trabalho um procedimento para melhorar a qualidade das sensibilidades semi-analíticas de estruturas geometricamente não-lineares. O procedimento é baseado na diferenciação exata dos movimentos de corpo rígido do elemento utilizado. Os resultados numéricos obtidos demonstraram a sua eficácia. / [en] This work presents a methodology for shape optimization of geometrically nonlinear structures. The main purpose is to avoid the stability problems generated by optimization based on linear behavior. The methodology was implemented for two-dimensional problems, and several structures were successfully optimized. Using geometrical modeling concepts, the shape of the structure is defined by its boundary curves. Therefore, parametric representation and curve definition by a set of key points are discussed in detail. Due to its flexibility in shape definition, particular attention is given to interpolation using B- splines. The optimization problem is defined based on the geometrical model and the design variables are the positions of key points. Design variable linking can be applied to enforce symmetry.The structure it is analyzed using plane isoparametric elements. Thus, is necessary to perform the discretization of the structure in a set of finite elements. Different algorithms were implemented to generate structured or unstructured finite element meshes. The standard Newton-Raphson method is applied to find the equilibrium configuration, and different methods can be used to evaluate critical points. Due to the convergence problems presented by direct methods, a new semi-direct method was developed. The numerical results show the suitability of the finite elements and numerical methods implemented in the present work.The mathematical programming algorithms used in this work require the evaluation of design sensitivities in order to compute the search direction of the optimization process.Using basic sensitivity equations, which are independent from the particular element, analytical expressions were developed for the sensitivity computation of isoparametric elements formulated according to the Total Lagrangian approach. Applying the analytical method for more complex elements is very cumbersome and error prone. On the other hand, the finite difference method is simple and generic, but its computational cost is prohibitive. The semi-analytical method preserves the advantages of the use of finite differences and has a low computational cost, but presents severe accuracy problems. Hence, a method based on the exact differentiation of the rigid body motions was developed in this work to improve the accuracy of the semi- analytical sensitivities of geometrically nonlinear structures. The numerical examples show that this method eliminates the abnormal errors presented by the semi- analytical sensitivities. / [es] Este trabajo propone una metodología para la optimización de forma de extructuras geométricamente no lineares. EL objetivo de esta metodología es evitar los problemas de inestabilidad que presentan las extructuras optimizadas de acuerdo con la formulación clásica. Ella fue implementada para problemas bidimensionales y los resultados obtenidos en la optimización de diferentes extructuras demuestran su éxito. Utilizando conceptos de modelaje geométrica, la forma de la extructura se define a través de las curvas de contorno. Así, la representación paramétrica de curvas y su definición en función de un conjunto de puntos de interpolación (puntos clave) son discutidas detalladamente. Se le da especial a la interpolación a través de B splines,debido a su gran flexibilidad. El problema de optimización se define con base en el modelo geométrico y las variables de proyecto son las coordenadas de los puntos clave. La simetría de la extructura se garante a través de la llamada de variables. La extructura se analiza a través de elementos isoparamétricos planos. Antes de realizar el análisis, es necesario discretizar la extructura en un conjunto de elementos finitos. Para realizar esta tarea fueron implementados diferentes algoritmos de generación de mallas, tanto extructuradas como no extructuradas. EL método de Newton Raphson es utilizado para determinar la configuración de equilibrio y pueden ser aplicados diferentes métodos para determinar los puntos críticos. Debido a los problemas de convergencia presentados por los métodos directos para la determinación de los puntos crticos, se desarrolló un método semidirecto. Los resultados obtenidos en el análisis de diferentes ejemplos muestran la adque los elementos finitos los métodos numéricos implementados son adequados Los algoritmos de programación matemática utilizados en este trabajo necesitan los gradientes de la función objetivo y de las restricciones, que son calculadas con base en los gradientes de las respuestas de la extructura. Partiendo de las ecuaciones generales válidas para cualesquiera elementos, fueron desarrolladas expresiones analíticas que permiten el cálculo exacto de las sensibilidades de elementos finitos isoparamétricos formulados a través del procedimiento Lagrangiano Total. EL desarrollo y la implementación de expresiones semejantes para elementos más complexos es una tarea bastante árdua. Por otro lado, el método de las diferencias finitas es simple y genérico, pero muy caro computacionalmente. EL método semianalítico mantiene las ventajas de la utilización de diferencias finitas y posee un costo computacional bajo, pero puede presentar serios problemas de precisión. Es por ello que se desarrolló en este trabajo un procedimiento para mejorar la calidad de las sensibilidades semianalíticas de extructuras geométricamente no lineares. EL procedimiento tiene como base la diferenciación exacta de los movimentos de cuerpo rígido del elemento utilizado. Los resultados numéricos obtenidos demuestran su eficacia.

[pt] Os modelos e estudos de roteirização presentes na literatura focam, em geral, nos processos ocorridos desde que os veículos saem do centro de distribuição (CD) até ao seu retorno. Esta visão de roteirização da porta para fora do CD acaba por negligenciar uma etapa importante correspondente às operações de movimentação interna do CD, a qual tem influência direta na jornada de trabalho das equipes de entrega e consequentemente na produtividade de cada veículo. A importância da etapa das operações de pátio é bem visível quando analisado o fluxo de valor da cadeia de distribuição. A procura de uma melhor gestão do tempo das operações de pátio abre, assim, uma oportunidade de melhoria da eficiência das operações de distribuição. Esta dissertação foca na inclusão do gerenciamento das operações de pátio junto com a roteirização como forma de aumentar a produtividade da empresa e maximizar a utilização de recursos humanos e materiais. O modelo de gerenciamento desenvolvido utiliza simultaneamente técnicas de otimização e de simulação capazes de planejar e acompanhar as operações de distribuição de uma empresa, respeitando as normas trabalhistas e indicadores de qualidade pré-estabelecidos. O modelo busca melhorar o aproveitamento da jornada de trabalho das equipes de entrega embarcadas em cada veículo, através da minimização dos tempos não produtivos de pátio (recebimento, acerto de contas, conferência de carga, check list de veículo, etc.). A minimização do tempo das operações de pátio aumenta a disponibilidade de tempo de jornada de trabalho da equipe de entrega em rota, possibilitando o aumento do número de pedidos atendidos por cada veículo, sem impactar nas janelas de entrega impostas pelos clientes, estouro na jornada de trabalho e indicadores de qualidade. Para elaboração e aplicação deste trabalho, foram utilizados 3 softwares, um de simulação, outro de roteirização e outro de captação de dados em tempo real. A integração dos três permite captar informações da operação, tratar e simular os modelos e realizar roteirização de veículos, incluindo o tempo de pátio na fórmula de Tempo de ciclo do veículo. O modelo de operação desenvolvido foi aplicado na empresa BETA do segmento varejista de bebidas localizada no Centro-Oeste do Brasil. Os resultados obtidos, quando comparados com a atual operação da empresa, representam uma redução de custo no total de 685.234,00 Reais com a operação de distribuição. Especificamente, a racionalização do tempo de pátio permitiu uma melhoria de 2:15:15 em redução de filas no fluxo do pátio ao analisar o fluxo de saída e retorno. Teve ainda como consequência a melhoria da produtividade dos veículos passando de uma média de entrega de 25 para 31 entregas por dia. / [en] The models and studies of routing in the literature focus, in general, on the processes that have occurred since the vehicles leave the distribution center (CD) until their return. This vision of routing the door to the outside of the CD ends up neglecting an important step corresponding to the operations of internal movement of the CD, which has a direct influence on the workday of the delivery teams and consequently on the delivery productivity of each vehicle. The importance of the stage of yard operations is well visible when analyzing the value chain flow of the distribution chain. The search for better time management of yard operations thus opens up an opportunity to improve the efficiency of distribution operations. This dissertation focuses on the inclusion of yard operations management along with routing as a way to increase company productivity and maximize the use of human and material resources. The management model developed simultaneously uses optimization and simulation techniques capable of planning and monitoring the distribution operations of a company, respecting the labor standards and pre-established quality indicators. The model seeks to improve the utilization of the workday of the delivery teams embarked in each vehicle, by minimizing non-productive yard times (reception, accounting, cargo check, vehicle check list, etc.). By minimizing patio operations time we increase the time available for the delivery team to operate, and consequently increase the number of requests served by each vehicle, without impacting on the delivery windows imposed by the customers, work and quality indicators. During the elaboration of this work 3 softwares were used, one of simulation, another of routing and one of data acquisition in real time. The integration of the three allows you to capture information from the operation, treat and simulate the models and perform vehicle routing, including yard time in the Vehicle Cycle Time formula. The operating model developed was applied in the BETA company of the beverage retail segment located in the Center-West of Brazil. The results obtained, when compared to the current operation of the company, represent a reduction of cost in the total o BRL 685,234.00 with the distribution operation. Specifically, the optimization of patio time allowed for a 2:15:15 improvement in queue reduction in the patio flow when analyzing the outflow and return flow. In addition, the productivity of vehicles increased from an average delivery of 25 to 31 deliveries per day.

[pt] Na tentativa de reduzir os efeitos das emissões de dióxido de carbono, há uma necessidade por maior utilização de fontes de energia renováveis, tal como energia proveniente de biomassa. Para geração de energia a partir da biomassa, destaca-se o processo de gaseificação, por meio do qual é possível gerar um combustível nobre. Objetivou-se simular no software Matlab (marca registrada) a gaseificação da biomassa usando técnicas de inteligência artificial que são as Redes Neurais Artificiais (RNA). Particularmente, objetivou-se desenvolver modelos abrangentes de RNA com dez variáveis de entrada (carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, material volátil, teor de umidade, cinzas, razão de equivalência, temperatura e razão vapor/biomassa), aplicáveis a uma diversidade de biomassa, com diversos tipos e concentrações de agentes de gaseificação em diferentes tipos de gaseificadores, capazes de predizer a composição do gás de síntese (CO2, CO, CH4 e H2). Para treinamento, teste e validação dos modelos, foram preparados bancos de dados robustos, a partir de informações coletadas em estudos anteriores disponíveis na literatura e do tratamento dos dados obtidos dos artigos. Foram avaliadas 33 topologias das redes neurais para eleger a melhor delas de acordo com quatro critérios referente a robustez do treinamento e do teste. A rede considerada como tendo a melhor topologia possui 10 neurônios na camada de entrada; 2 camadas intermediárias, com funções de ativação logsig e 10 neurônios em cada camada intermediária; função de ativação purelin na camada final; 4 neurônios na camada final; e algoritmo de treinamento trainbr. Tal rede possui um bom desempenho, com valores de R2 de treinamento e de teste maiores que 0,88 e 0,70, respectivamente, para cada uma das quatro saídas. Para avaliação do modelo, uma validação foi executada, cujo desempenho não foi muito adequado, mas foi possível identificar com uma métrica quantitativa simples as regiões mais confiáveis onde há uma maior densidade de dados no treinamento. / [en] In an attempt to reduce the effects of carbon dioxide emissions, there is a need for greater use of renewable energy sources, such as energy from biomass. In order to generate energy from biomass, the gasification process, by means of which it is possible to generate a noble fuel, can be highlighted. This work aimed to simulate the biomass gasification using artificial intelligence techniques, namely Artificial Neural Networks (ANN), using Matlab (trademark) software. Particularly, the objective was the development of ANN models with ten inputs (carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, volatile matter, moisture content, ash, equivalence ratio, temperature and steam/biomass ratio), applicable to a broad variety of biomass, with different types and concentrations of gasification agents in different types of gasifiers, capable of predicting the syngas composition (CO2, CO, CH4 and H2). Robust databases were built for training, testing and validation of the models, based on information collected in previous studies available in the literature and on the treatment of data obtained from the papers. Thirty-three neural network topologies were evaluated in order to choose the best one according to four criteria regarding training and test robustness. The network considered to have the best topology has 10 neurons in the input layer; 2 hidden layers, with logsig activation functions and 10 neurons in each hidden layer; the activation function is purelin in the output layer; 4 neurons in the output layer; and the training algorithm is trainbr. Such network has a good performance, with R2 values greater than 0.88 and 0.70 for training and test, respectively, for each of the four outputs. To evaluate the model, a validation was carried out, whose performance was not very appropriate, but it was possible to identify through a simple quantitative metric the more reliable regions where there is a greater density of training data.

[pt] Esta tese investiga a utilização de computação evolutiva aplicada à síntese de circuitos eletrônicos. A computação evolutiva compreende uma classe de algoritmos que utilizam certos aspectos da evolução natural como metáforas. Particularmente, a seleção natural, a recombinação de material genético e a mutação são os mecanismos biológicos nos quais a maior parte destes algoritmos evolutivos buscam inspiração. Embora algoritmos evolutivos tenham encontrado em problemas de otimização o seu maior potencial de aplicação, a utilização dos mesmos na síntese de circuitos eletrônicos vem sendo intensamente investigada nos últimos anos, dando início à área de pesquisa denominada de Eletrônica Evolutiva. Esta tese enfoca a área de eletrônica evolutiva sob o ponto de vista de engenharia de circuitos, e seu maior objetivo é oferecer embasamento teórico e experimental para proposta de novas ferramentas de Computer Aided Design (CAD) de circuitos eletrônicos. Nesta pesquisa, a utilização de algoritmos evolutivos não se restringiu àqueles que empregam apenas os três operadores genéticos descritos anteriormente, isto é, seleção, recombinação e mutação. Investigou-se a inclusão de novos métodos e operadores ao fluxo básico dos algoritmos evolutivos, com o propósito de melhorar seu desempenho em problemas na área de Eletrônica Evolutiva. Particularmente, estudou-se a utilização de complexidade através de sistemas com representação variável sistemas evolutivos que utilizem como metáfora o conceito biológico de especiação. Além disso, uma nova metodologia para otimização com múltiplos objetivos, baseada em conceitos de aprendizado de Redes Neurais Artificiais, for também concebida nessa tese. Realizou-se um amplo estudo de casos, abrangendo eletrônica analógica, digital e microeletrônica. Uma grande variedade de circuitos de caráter prático foi sintetizada, tais como: filtros, amplificadores, osciladores, retificadores, receptores, comparadores, multiplexadores e portas digitais básicas. Novos paradigmas de eletrônica evolutiva foram também concebidos, com o intuito de tornar os circuitos projetados competitivos com aqueles convencionalmente utilizados; estes paradigmas referem-se à forma como os circuitos são avaliados ao longo do algoritmo evolutivo. A plataforma para realização dos experimentos consistiu de simuladores de circuitos e também de circuitos integrados reconfiguráveis. Os resultados mostram que esta nova classe de ferramentas de CAD pode chegar a circuitos mais eficientes do que os obtidos por ferramentas convencionais. Além disso, circuitos eletrônicos sintetizados por computação evolutiva são em geral bastante distintos daqueles projetados convencionalmente, o que contribui para a concepção de novas metodologias de projeto. / [en] This thesis investigates the application of evolutionary computing techniques in the synthesis of electronic circuits. Evolutionary computation encompasses a particular class of algorithm which employ some aspects of natural evolution as metaphors. Particularly, most of these algorithms borrow ideas from the natural selection, genetic material recombination and mutation biological mechanisms. Even though evolutionary algorithms have been intensively investigates recently, starting a new research area called Evolutionary Electronics. This work focuses on evolutionary electronics from a enginnering perspective and the main objective is the proposal of a new generation of a Computer Aided Design (CAD) tools. Many case studies have been analysed, covering digital and analog microelectronics. The work aimed the achievement of competitive results comparing to other CAD tools. The research has made use of evolutionary algorithms tailored to these application, by including other genetic operators besides the ones defined above. The following methods have been embedded in the evolutionary methodology: memory based genetic algorithms, use of variable length representation systems and the use of the biological speciation metaphor. Furthermore, a new multiple-objective optimization method, based on artificial neural networks learning algorithms, has also been employed in the case studies. A large number of circuits of practical interest have been sysnthesised, such as filters, amplifiers, oscillators, rectifiers, receptors, comparators refer to new approaches for circuits evaluation, particularly in the digital domain. Circuit simulators and analog the reconfigurable circuits have been used as platforms for the evolutionary process. The results show that the circuits synthesided through evolutionary computation are, in some cases, more efficient than the human designed ones. Besides, the evolved circuits are usually quite different from their human designed counterparts, which can contribute to the creation of new design methodologies. The author identified many promising ways of evolutionary algorithms application in analog and digital design, which may, in the future, overcome conventional design in terms of area, speed and power consumption.

[pt] O trabalho Alocação de Custos pelo Uso do Sistema de Transmissão via Otimização Binível propõe uma nova abordagem para o problema de alocação de custos do sistema de transmissão, combinando os problemas de fluxo de potência e de cálculo das tarifas de transmissão, usualmente resolvidos separadamente, em um modelo de otimização binível. A proposta se baseia na multiplicidade de soluções viáveis para a alocação de custos através das componentes de fluxo. Tal conjunto viável de soluções existe devido às diferentes hipóteses que podem ser assumidas para calcular o caso base de fluxo de potência e para decompor os fluxos obtidos, atribuindo as componentes resultantes a geradores e demandas. Diante da diversidade de soluções, é proposto que seja escolhida àquela que atende de maneira ótima aos objetivos almejados pelo regulador e pelos usuários do sistema no que diz respeito à alocação de custos de transmissão. Devido à interdependência entre os problemas mencionados, tais objetivos são inseridos em um problema de otimização binível no qual o nível superior define o resultado de fluxo de potência, tendo como restrição o nível inferior que define o resultado de decomposição de fluxos e consequentemente de alocação de custos através de tarifas de transmissão. Neste trabalho, os objetivos representados no modelo de otimização proposto incluem dois pontos principais. O primeiro consiste em obter uma alocação que reflita os custos marginais de longo prazo (CMLP) do sistema. Assim, no nível superior, um modelo de fluxo de potência de pior caso maximiza os fluxos nas linhas de transmissão com o intuito de caracterizar a maior necessidade de investimentos na rede, e de refletir o CMLP. Já o segundo consiste em suavizar o valor das elevadas tarifas alocadas a usuários localizados em pontos desfavoráveis do sistema, e que não possuem flexibilidade para escolher seu ponto de instalação. É o caso, entre outros, dos geradores renováveis de grande porte do sistema brasileiro, instalados em pontos distantes dos grandes centros de demanda devido à disponibilidade geográfica do recurso renovável. Desta forma, no nível inferior, minimiza-se a amplitude tarifária do sistema, considerando restrições que mantém a coerência locacional da sinalização econômica das tarifas. O modelo proposto admite ainda limites máximo e mínimo de tarifas para garantir a suavização tarifária desejada, caso esta seja viável. De acordo com tais limites, a solução ótima do modelo binível proposto pode gerar três situações distintas: (i) os limites são restritos ao ponto tornar o problema inviável, (ii) os limites são tais que os dois níveis do problema são acoplados, ou (iii) os limites são menos restritos, e o resultado ótimo equivale à prática usual de resolver os dois níveis sequencialmente. Resultados numéricos são apresentados para um sistema didático de 6 barras e para o sistema IEEE 118 barras em diferentes configurações de demanda. / [en] The thesis Transmission Cost Allocation via Bilevel Optimization proposes a new approach to the transmission usage cost allocation problem, combining the power flow and tariff computation problems, usually solved separately, in a bilevel optimization model. The proposal is based on the multiplicity of feasible solutions to allocate costs by power flow components. Such a feasible set exists because of the different hypothesis that can be assumed to calculate the base case power flow, and to decompose the obtained power flows, assigning its components to generators and demands. Given the diversity of solutions, it is proposed that the chosen one should optimally meet the objectives specified by the system regulator and users concerning the costs allocation. Because of the interdependence between the mentioned problems, such objectives are inserted into a bilevel optimization problem in which the upper level defines the power flow results, having the lower level as a constraint that gives the power flow decomposition solution and, as a consequence, the cost allocation through tariffs assigned to generators and demands. In this work, the objectives represented in the optimization model include two main aspects. The first one is to obtain a cost allocation that reflects the system s long run marginal costs (LRMC). Thus, in the upper level, a worst-case power flow model maximizes the lines flows in order to characterize the base case that causes the greatest need for transmission investments, and reflects the LRMC. The second consists in smooth out the high tariffs assigned to users located at unfavorable regions of the system and that do not have the freedom to choose their location. This is the case, among others, of the renewable generators in the Brazilian transmission system that are part of the system expansion planning, and are placed far away from the load centers due to the geographic availability of the renewable resource. Hence, in the lower level, the transmission tariff amplitude is minimized considering constraints that ensure the locational coherence of the tariffs economic signals. Additionally, the proposed model admits upper and lower tariff bounds to ensure the desired tariff smooth, if it is feasible. Given these bounds in, the optimal solution of the proposed bilevel model can provide three different situations: (i) the limits are restricted to the point that the problem is infeasible, (ii) the limits are such that the levels are coupled, or (iii) the limits are less restricted, and the optimal solution is equivalent to the common practice of solve both levels sequentially. Numerical results are presented to a 6-bus didactic system and to the IEEE 118-bus system under different demand configurations.

[pt] A otimização online de portfólios é um problema de engenharia financeira que consiste na escolha sequencial de alocação de capital entre um conjunto de ativos, com o objetivo de maximizar o retorno acumulado no longo prazo. Com o avanço dos estudos de modelos de machine learning, diversos algorítmos estão sendo utilizados para resolver esse problema. Uma série de algoritmos seguem a metodologia Follow-the-winner (FTW) , onde o peso de ações com boa performance é aumentado baseado na hipótese de que a tendência de alta será mantida; outros seguem a metodologia inversa Follow-the-loser (FTL), em que ações com má performance tem seu peso aumentado apostando em uma reversão dos preços. Algoritmos estado-da-arte do tipo FTW possuem garantia teórica de se aproximar da performance da melhor ação escolhida de antemão, entretanto, algoritmos do tipo FTL tem performance superior observada empiricamente. Nosso trabalho busca explorar a ideia de aprender quando utilizar cada uma das duas categorias. Os mecanismos utilizados são algoritmos de online learning com flexibilidade para assumir ambos comportamentos. Foi realizado um estudo da literatura sobre indicadores de memória em séries financeiras e sua possível utilização de forma explícita para escolha entre FTL e FTW. Posteriormente, propomos um método de se realizar o aprendizado entre essas duas categorias de forma online e de forma dinâmica para utilização em algoritmos de online learning. Em nossos experimentos, o método proposto supera o benchmark estabelecido UCRP com excesso de retorno de 36.76 por cento. / [en] Online portfolio selection is a financial engineering problem which aims to sequentially allocate capital among a set of assets in order to maximize long-term return. With the recent advances in the field of machine learning, several models have been proposed to address this problem. Some algorithms approach the problem with a Follow-the-winner (FTW) methodology, which increases the weights of more successful stocks based on their historical performance. Contrarily, a second approach, Follow-theloser (FTW), increases the weights of less successful stocks, betting on the reversal of their prices. Some state-of-the-art FTW type algorithms have the guarantee to asymptotically approach the same performance as the best stock chosen in hindsight, while FTL algorithms have empirical evidence of overperforming the previous. Our goal is to explore the idea of learning when to use each of those two algorithm categories. We do this by using online learning algorithms that are capable of switching between the described regimes. We review the literature for existing measures of time series memory and predictability, and explicitly use this information for chosing between FTW and FTL. Later, we propose a method for choosing between this two types of algorithms in an online and dynamic manner for usage together with online learning algorithms. The method outperforms the chosen benchmark UCRP in our experiments with 36.76 percent excess returns.

[pt] A simulação do movimento do corpo humano é uma ferramenta valiosa para diferentes campos, como robótica e biomecânica. Mesmo com o crescente número de pesquisas, ainda existem poucos grupos no Brasil que trabalham desenvolvendo modelos de movimento humano. Tal simulação tem sido um problema desafiador do ponto de vista de modelagem e computacional. Esta dissertação traz uma revisão bibliográfica de conceitos de dinâmica estrutural e dos principais determinantes da dinâmica do caminhar humano. Quatro modelos bidimensionais de crescente complexidade encontrados na literatura são inicialmente analisados para entender a influência dos diversos elementos e graus de liberdade na qualidade dos resultados obtidos. Antes de introduzir estes modelos, uma investigação de algumas variáveis cinemáticas, conhecidas como determinantes da caminhada, é realizada para a fase de apoio simples. O modelo mais simples considera um pêndulo invertido e, em seguida, articulações são adicionadas para simular o quadril, joelho, tornozelo/pé e, finalmente, todo o mecanismo de perna é substituído por uma mola. Os efeitos das adições sucessivas de graus de liberdade são analisados e os resultados são comparados com os resultados experimentais de Winter para torques e forças de reação. Com base nestas análises este trabalho propõe um modelo bidimensional do caminhar humano durante a fase de apoio simples (SSP) com sete graus de liberdade. As forças resultantes das ações musculares são representadas por torques em cada articulação. Todas as massas de segmentos corporais superiores são agrupadas. O modelo é baseado na dinâmica inversa, sendo os deslocamentos angulares interpolados por B-splines de 5º grau e a cinemática do corpo é calculada usando a formulação robótica de Denavit-Hartenberg (DH). As equações de movimento são obtidas com base em uma formulação Lagrangiana recursiva, em virtude de sua eficiência computacional. Um problema de otimização é estabelecido para obter os pontos de controle das B-splines, onde a função objetivo é definida pelo o esforço dinâmico. As restrições impostas ao movimento são de dois tipos: as restrições dependentes do tempo (limites de torque/ângulo e estabilidade dinâmica definida pelo critério do Zero Moment Point) e as restrições independentes do tempo (estado inicial e final). Os resultados do modelo são favoravelmente comparados com os dados experimentais de Winter, em particular as forças de reação do solo. / [en] The simulation of human body movement is a valuable tool for different fields such as robotics and biomechanics. Even with the growing number of researches, there are still few groups in Brazil that work on developing models of human movement. Such simulation has been a challenging problem from a modeling and computational point of view. This dissertation brings a bibliographical review of concepts of structural dynamics and the main determinants of the dynamics of human walking. Four two-dimensional models of increasing complexity found in the literature are initially analyzed to understand the influence of the various elements and degrees of freedom on the quality of the obtained results. Before introducing these models, an investigation of some kinematic variables, known as determinants of walking, is performed for the simple support phase. The simpler model considers an inverted pendulum, and then joints are added to simulate the hip, knee, ankle/foot, and finally the entire leg mechanism is replaced by a spring. The effects of successive additions of degrees of freedom are analyzed and the results are compared with Winter s experimental results for torques and reaction forces. Based on these analyzes, this work proposes a two-dimensional model of human walking during the simple support phase (SSP) with seven degrees of freedom. The forces resulting from muscular actions are represented by torques at each joint. All masses of upper body segments are grouped. The model is based on inverse dynamics, with angular displacements being interpolated by 5th degree B-splines and the body kinematics is calculated using the Denavit-Hartenberg (DH) robotic formulation. The equations of motion are obtained based on a recursive Lagrangian formulation, due to its computational efficiency. An optimization problem is established to obtain the B-splines control points, where the objective function is defined by the dynamic effort. The constraints imposed on movement are of two types: the time-dependent constraints (torque/angle limits and dynamic stability defined by the Zero Moment Point criterion) and the independent time constraints (initial and final state). The results of the model are favorably compared with Winter s experimental data, in08:22 23/07/2019 particular the ground reaction forces.

[pt] Uma das tarefas mais importantes da Engenharia de Reservatórios é definir a estratégia de produção. Isso significa estabelecer, dentre outras coisas, quantidade, características, localização, planejamento operacional e cronograma de abertura dos poços, a fim de maximizar a recuperação de óleo e o valor presente líquido (VPL) do projeto. Assim, a definição da melhor estratégia de produção representa um problema de otimização complexo, devido à quantidade de variáveis envolvidas. Geralmente, muitas dessas etapas são executadas manualmente, demandando assim muito tempo e esforço por parte do especialista. A disponibilidade de uma ferramenta computacional, que possa auxiliar o especialista em parte desse processo, pode ser de grande utilidade tanto para a obtenção de respostas mais rápidas, quanto para a tomada de decisões mais acertadas. Diante disso, este trabalho propõe um modelo computacional, baseado em Algoritmos Genéticos, para otimizar o cronograma de abertura de poços, considerando restrições técnicas e operacionais impostas pelo problema. O modelo proposto foi avaliado por meio do estudo de três casos. O primeiro consiste em um reservatório simples que foi utilizado, principalmente, para identificar a configuração mais adequada dos parâmetros evolutivos do algoritmo genético. O segundo, que consiste em um reservatório com características similares às de um reservatório real, foi submetido a uma análise econômica para avaliar o desempenho do modelo de solução diante de cenários econômicos: real, favorável e desfavorável. Em todos os testes realizados, o modelo de solução obteve resultados promissores, com VPL s superiores em até 18,8 porcento comparados ao VPL obtido com o cronograma proposto pelo especialista. / [en] One of the most important tasks of Reservoir Engineering is setting the production strategy. That means establishing, among other things, amount, character, location, operational planning and well opening scheduling in order to maximize oil recovery and net present value (NPV) of the project. Thus, the definition of the best strategy for production represents a complex optimization problem due to the many variables involved. Generally, many of these steps are performed manually, requiring so much time and effort on the part of the expert. The availability of a computational tool that can assist the expert part of this process, may be useful both to obtain faster responses, as for making better decisions. Thus, this work proposes a computational model based on genetic algorithms to optimize the schedule of digging wells, considering technical and operational constraints imposed by the problem. The proposed model was evaluated by the study of three cases. The first consists of a single reservoir that was used primarily to identify the most suitable configuration of parameters evolutionary genetic algorithm. The second, consisting of a reservoir with characteristics similar to those of a real reservoir, was subjected to an economic analysis to evaluate the performance of the model solution in the face of economic scenarios: real, favorable and unfavorable. And the third is in a real reservoir. In all tests, the model solution obtained promising results, with higher NPV s up 18.8 percent compared to the NPV obtained with the schedule proposed by the expert.

[pt] A organização da operação do transporte marítimo pode ser descrita dentre três modelos: liner, industrial ou tramp. No setor de tramp, armadores buscam otimizar os lucros através de ganhos de capacidade e redução de custos, ao mesmo tempo em que atendem às demandas e às restrições colocadas pelos clientes, muitas vezes baseadas em contratos. O roteamento de navios se torna um tema relevante dado que disponibilidade e confiabilidade de datas são um grande diferencial, ainda mais no atual contexto de alta oferta de navios tramp no mercado e, consequentemente, fretes mais baixos. Assim, o objetivo desse trabalho é apresentar um modelo de programação inteira mista visando a maximização do lucro de viagens pertencentes a uma específica rota geográfica de uma empresa tramp. O problema trabalhado nessa dissertação é do tipo pick-up e delivery (coleta e entrega) com janelas de tempo, múltiplas cargas a bordo, frota heterogénea, cargas fracionadas entre navios, velocidades de navegação variáveis e termos de tempo de trânsito garantidos. Utilizando-se da otimização Branch-and-Bound, o modelo é comparado com programações mensal real feita de maneira empírica por profissionais experientes dessa empresa em que o modelo matemático gera soluções com reduções de até 7 por cento dos custos totais e desafiando paradigmas estabelecidos pelos programadores quando da realização do roteamento e programação dos navios. Tendo em vista tais resultados, o modelo se apresentou como oportunidade de implementação e melhoria do processo de programação dos navios e do nível de serviço junto aos clientes. / [en] The organization of the maritime transport operation can be defined among three models: liner, industrial or tramp. In the tramp sector, shipowners seek to optimize profits through capacity gains and cost savings, while meeting the demands and constraints placed by customers, often based on contracts. Vessel routing becomes as availability and reliability of dates is a great differential, especially in the current context of a high supply of tramp vessels in the market and, consequently, lower freight rates. Thus, the hereby objective is to present a mixed integer programming model aiming to maximize the profit of all voyages belonging to a specific geographical route of a tramp company. The problem solved with in this work can be defined as of pick-up and delivery with time windows, multiple cargoes on board, heterogeneous fleet, split loads, variable sailing speeds and guaranteed transit time terms. Using Branch-and-Bound optimization, the model is compared to actual monthly routing planning made empirically by experienced professionals of that company and the mathematical model generates solutions with reductions of up to 7 percent of total costs and challenging programmers established paradigms when routing and programming vessels. In view of these results, the model presented itself as an opportunity to be implemented and improve the vessel routing and planning process and level of service to customers.

[pt] Nos últimos anos as empresas varejistas começaram a investir em modelos menores de lojas, voltando-se para o atendimento de conveniência, que busca atender os novos hábitos de consumo da população. No entanto, esse modelo de loja representa um grande desafio logístico para as empresas, uma vez que por serem pequenas essas lojas normalmente não possuem espaço para estoque, necessitando de abastecimentos frequentes. A logística urbana apresenta alguns obstáculos como as restrições de circulação por tipo de veículo e as janelas de tempo, tornando a roteirização adequada fundamental para entregar o produto correto, no momento correto e na quantidade correta, garantindo assim a redução de veículos, distância percorrida e custos logísticos. Desta forma, este trabalho busca contribuir para o reabastecimento ótimo de lojas de conveniência localizadas em grandes centros urbanos através da otimização de rotas, considerando restrições de circulação e janelas de tempo disponíveis para abastecimento. Para isto, um estudo de caso foi feito em uma empresa do setor varejista utilizando uma ferramenta de código aberto baseada no Excel para resolver a variante do problema de roteirização de veículos. A ferramenta utilizada para resolver casos reais da empresa em estudo, considera o planejamento médio da demanda diária assim como a capacidade e disponibilidade dos veículos, tempos de descarga e restrições de horário para recebimento e circulação de veículos. Os resultados do estudo para os cenários discutidos apresentam uma redução de até 32 por cento no frete da empresa, além de oportunidades de ganhos operacionais frente à atual operação da empresa. / [en] In recent years retail companies have begun to invest in smaller store models, turning to the convenience service, which seeks to meet the new consumption habits of the population. However, this store model represents a major logistical challenge for companies, once they are small, usually do not have space for inventory and need frequent replenishments. City Logistics presents some obstacles such as traffic restrictions by vehicle type and time windows, making proper routing essential to deliver the right product at the right time and in the right amount, thus ensuring vehicle reduction, distance traveled and logistics costs. In this way, the objective of this paper is to contribute to the optimal replenishment of convenience stores located in large urban centers through an optimization of the routes, considering the traffic restrictions and the time windows available for supply. For this, a case study was done in a retail company using an Excel open source tool to solve the variant of the vehicle routing problem. The tool is used to solve real cases of the company under study, considering the average planning of daily demand as well as the capacity and availability of vehicles, unloading times and time constraints for receiving and circulating vehicles. The study results for the scenarios discussed present a reduction of up to 32 per cent in the company s freight as well as opportunities for operating gains against the company s current operation.