[pt] Os custos de instalação e as taxas de produção ao longo da vida de um reservatório de óleo e gás são influenciados diretamente pela localização, quantidade e capacidade das Unidades Estacionárias de Produção (UEPs). A distância entre um poço e a UEP a qual foi alocado é um fator impactante na perda de carga a que os fluídos são submetidos. A dissipação de energia aumenta quando essa distância é maior e todo o sistema de produção recebe a interferência negativa desta perda, o que compromete as taxas de recuperação. A necessidade de respeitar as restrições de capacidade das UEPs faz com que outras decisões precisem ser tomadas no mesmo momento em que se decide a localização de cada uma. Este trabalho descreve um modelo baseado em Algoritmos Genéticos para a otimização simultânea da quantidade, localização e dimensionamento de Unidades Estacionárias de Produção (UEPs). Para lidar com as restrições lineares e não lineares do problema utiliza-se a técnica chamada de GENOCOP III - Genetic Algorithm for Numerical Optimization of Constrained Problems e funções de penalidade. O objetivo da otimização é maximizar o Valor Presente Líquido (VPL) que depende da curva de produção de cada configuração obtida como possível solução. Para obter a curva de produção são realizadas simulações de reservatório que utilizam tabelas de escoamento multifásico para representar o sistema de produção externo ao reservatório. O modelo de solução foi testado em um modelo de reservatório baseado em um caso real. Os resultados encontrados indicam que a utilização deste modelo de solução como ferramenta pode auxiliar a tomada de decisão dos especialistas responsáveis pelo desenvolvimento de campos de petróleo. / [en] Installation costs and production rates over the life of an oil and gas reservoir are directly influenced by the location, number and capacity of the Production Units. The distance between a well and the Production Unit to which it has been allocated is an important factor in the loss of fluids pressure. The power dissipation increases when the distance is bigger and the entire production system receives the negative interference of this loss, compromising recovery rates. There is a need to take into account restrictions that apply to the capacity of Production Unit at the same time as there localization are decided. This paper describes a model with genetic algorithms for the simultaneous optimization of the quantity, location and sizing of Production Units. To deal with the constraints of the problem we use a technique called GENOCOP III - Genetic Algorithm for Numerical Optimization of Constrained Problems. The goal of the optimization is to maximize the Net Present Value (NPV) which depends on the production curve of each configuration obtained as a possible solution. The production curves are obtained by reservoir simulations with multiphase flow tables that represent the system external to the reservoir. The solution model was tested in a reservoir model based on a real case. The results indicate that using this solution model as a tool can assist the decision making of experts responsible for oil field development.

[pt] Em veículos de competição com velocidades elevadas, o principal objetivo é chegar em primeiro lugar, o que significa percorrer um determinado número de voltas em uma trajetória fechada fazendo algumas manobras para cumprir o circuito no menor tempo possível, dentro das limitações impostas pelas caracteristicas dinâmicas e de condução destes veículos. A otimização é uma metodologia que pode ser usada para reproduzir trajetórias e técnicas de condução usadas pelos pilotos de corrida, e também para investigar os efeitos de vários parâmetros nas condições limites da estabilidade veicular. Neste trabalho, inicialmente é apresentado o desenvolvimento de um modelo dinâmico do veículo considerando as caracterítiscas suficientes para análise da trajetória, influenciada por parâmetros geométricos e físicos pertinentes. Em seguida é definido o problema de obtenção da trajetória empregando procedimentos de otimização, de modo a determinar como um veículo irá percorrer um traçado, considerando como função objetivo o tempo de percurso, que deverá ser mínimo, e tendo como restrições as condições dinâmicas do veículo e geométricas da pista, implementando rotinas que são usadas em conjunto com os algoritmos existentes na Optimization Toolbox do Matlab. Finalmente apresenta-se o comportamento do veículo, representado pelo modelo desenvolvido anteriormente em uma malha de controle de trajetória, de modo a comparar o comportamento assim obtido com aquele previsto pelo procedimento de otimização. / [en] High speed competition vehicles are required to cover a determined number of laps in a closed trajectory circuit in a time that is the least possible, in the limits of the governing dynamic and driving characteristics of these vehicles. Optimization is a methodology that can be used in order to simulate trajectories and driving techniques of used by the competition pilots and to investigate the effects of several parameters in limit conditions of car stability. In this work it is first presented the development of the vehicle model considering the sufficient characteristics for trajectory analysis, influenced by pertinent geometric and physical parameters. In continuation, the problem of the optimal trajectory is defined using optimization procedures, in order to determine how a vehicle will follow the path, considering as an objective function the time to follow it, that must be the minimum, and having as constraints the vehicle dynamic conditions and the path geometry, implementing routines that are used with the Matlab´s Optimization Toolbox. Finally the behavior of the vehicle is presented, represented by the model developed previously in a trajectory control loop, in such a way to compare the resulting behavior with the one predicted by the optimization procedure.

[pt] Esta dissertação apresenta novos algoritmos aproximados e uma abordagem exata para a resolução de um problema de correspondência inexata de grafos. O problema considerado é o de correspondência entre um grafo representando um modelo genérico e outro representando dados a serem reconhecidos. Assumi-se que o grafo dos dados possui mais vértices que o do modelo. A motivação para o estudo desse problema vem de problemas de reconhecimento de cenas, que consistem na caracterização dos objetos envolvidos em uma determinada cena, assim como das relações existentes entre eles. Uma aplicação para este problema na área de reconhecimento de imagens médicas é a de efetuar-se o reconhecimento de estruturas 3D do cérebro humano, a partir de imagens obtidas por ressonância magnética. Tais imagens são previamente processadas por algum método de segmentação automática e o processo de reconhecimento consiste na busca da correspondência estrutural entre a imagem e um modelo genérico, tipicamente definido como um atlas de imagens médicas. Foram propostos novos algoritmos aproximados, tais como um algoritmo construtivo guloso aleatorizado, um procedimento de reconexão de caminhos e um GRASP que combina estes com uma técnica de busca local. Além disso, foi proposta uma formulação original do problema como um problema de programação linear inteira, que permitiu a resolução de algumas instâncias de forma exata. / [en] This dissertation presents new approximation algorithms and an exact approach to the solution of an inexact graph matching problem. The problem consists in finding the best match between a generic model graph and a graph representing an image, the latter with more nodes than the former. The motivation for studying this problem comes from a scene recognition problem, which consists in characterizing objects involved in a given scene and the relationships between them. An application of this problem appears in the analysis of medical images and consists in recognizing 3-dimensional structures in the human brain using images obtained by magnetic resonance. Such images must be previously processed by an automatic segmentation method and the recognition process consists in the search of an structural matching between the image and a generic model, typically defined as an atlas of medical images. New heuristics are proposed, such as a greedy randomized construction algorithm, a path relinking procedure and a GRASP heuristic that combines them with a local search technique. Furthermore, an original integer formulation of the problem based on integer multicommodity flows is proposed, which makes possible the exact solution of medium- sized instances.

[pt] O objetivo desta tese é desenvolver uma metodologia para estratégia de oferta de geradoras em leilões de contratos de energia elétrica, que determine a quantidade ótima que deve ser ofertada de cada contrato para cada ní­vel de preço de leilão, levando em conta os perfis de risco de cada agente e os riscos associados à  contratação. Em particular a incerteza quanto ao montante de energia produzida e ao seu preço no mercado de curto prazo (preço spot), também conhecida como incerteza de quantidade e preço. Desta forma, são realizadas aplicações desta metodologia para dois tipos de leilões de energia existente, mono e multi-produto. Neste segundo caso (multi-produto) é realizado um estudo de caso para o Leilão de Transição que ocorrerá em dezembro de 2004, onde serão leiloados 75% da eletricidade disponí­vel hoje no país (55 mil MW), segundo as diretrizes do novo modelo do setor elétrico brasileiro. / [en] The objective of this work is to develop a methodology for bidding strategies in multi-unit auctions for long-term electricity power purchase agreements (PPA). Considering a descending price auction design, the objective of a generating agent is to determine the optimal amount of energy to be offered in each contract for the actual auction prices at each round that maximizes the revenues of the agent given their risk profiles and the contract risks involved. The main risk treated in this work is the so-called price- quantity risk, related to the negative correlation between energy produced and the short term prices (spot price). The modeling of the risk profile for each agent is done using utility functions. This methodology is then applied on two types of auctions: singleproduct (only one contract being auctioned) and multi-product (more than one product is simultaneously auctioned). Case studies are presented with data from the Brazilian system. In particular, on the second type (multivariated auction) the case study is realized for the transition auction that will occur on December 2004, where 75% of the generation market of the whole country (about 55GW) will be negotiated under the guidelines of the new Brazilian electrical sector model.

[pt] O objetivo desta monografia é investigar a aplicação de distintas metodologias de alocação de energia firme de usinas hidrelétricas através da teoria dos jogos de coalizão. Mostra-se que não existe uma maneira ótima, única, de se fazer esta repartição, mas existem critérios para verificar se uma metodologia de repartição específica apresenta algum aspecto inadequado. Um desses critérios é a justiça. Mostra-se que este critério equivale a pertencer ao chamado núcleo de um jogo cooperativo. O cálculo da energia firme será formulado como um problema de otimização linear e serão investigadas vantagens e desvantagens de distintos métodos de alocação (a benefícios marginais, geração média no período crítico, última adição e nucleolus). Em seguida será desenvolvida uma aplicação do esquema Aumann-Shapley (AS) à repartição da energia firme de usinas hidrelétricas. Demonstra-se que além de robusto em relação aos tamanhos dos recursos e eficiente computacionalmente, este método fornece para o problema do firme uma alocação pertencente ao núcleo e, portanto, atende à condição de justiça. A aplicação do esquema AS será apresentada para o Sistema Brasileiro e serão comparados os resultados obtidos por este método com outros esquemas de alocação adotados no Sistema Hidrelétrico Brasileiro. / [en] The objective of this work is to investigate the application of different methodologies of allocation of firm energy rights among hydro plants using a gametheoretic framework. It is shown that there is not an optimal and unique approach to make this allocation but there are criteria to verify if a given approach presents any inadequate aspect. One of these criteria is the justice, or fairness. It is shown that this criterion is equivalent to the condition of the core of a cooperative game. The calculation of the firm energy will be formulated as a linear program and advantages/disadvantages of different allocation methods (marginal allocation, average production on the dry period, incremental allocation and nucleolus) will be investigated. Next, an application of the Aumann-Shapley (AS) scheme to the problem of allocation of firm energy rights will be developed. It is shown that, besides being robust and computationally efficient, this scheme provides an allocation that belongs to the core of the game and therefore meets the condition of justice. The AS scheme will be applied to the Brazilian system (composed of about 100 hydro plants) and the results obtained will be compared with the allocation schemes currently adopted in the Brazilian system.

[pt] O seqüenciamento por hibridação é uma alternativa interessante para a tarefa de seqüenciamento de DNA. Este método ainda está sendo aperfeiçoado e pode superar as técnicas utilizadas em termos de tempo e custo. Uma etapa crucial do método consiste em resolver um problema combinatório que pode ser formulado como um caso especial do problema do caixeiro viajante com coleta de prêmios. Neste trabalho, propõe-se uma nova heurística construtiva multi-partida para resolver este problema. Uma estratégia de aprendizado baseada em uma memória adaptativa e um procedimento de construção de vocabulário são utilizados para melhorar o desempenho da heurística multi-partida. A memória adaptativa é utilizada para intensificar as construções de novas soluções com os elementos que aparecem com uma freqüência maior nas melhores soluções encontradas anteriormente pela heurística multi-partida. O procedimento de construção de vocabulário consiste em construir novas soluções através da combinação de partes comuns a boas soluções. Testes computacionais mostraram que estas duas estratégias aumentam significativamente o desempenho da heurística multi-partida e são particularmente indicadas para problemas de escalonamento nos quais as melhores soluções são na maioria dos casos formadas por blocos de elementos que aparecem juntos com muita freqüência. A heurística proposta supera os resultados dos melhores algoritmos encontrados na literatura, tanto em termos da qualidade das soluções encontradas, como do tempo de computação. / [en] Sequencing by hybridization is an attractive alternative for DNA sequencing. This novel method can be less time and cost consuming than the techniques applied nowadays. A very important step of this method is to solve a combinatorial problem formulated as a special case of the prize-collecting traveling salesman problem. In this work, we propose a new multistart construtive heuristic to solve this problem. A learning strategy based on adaptive memory and a vocabulary building procedure are used to improve the performance of the multistart heuristic. The adaptive memory is used to intensify the construction of new solutions with the elements that appear frequently in the best solutions previously found by the multistart heuristic. The objective of the vocabulary building procedure is to construct new solutions combining parts of good solutions. Computational experiments have shown that these two methods significantly improves the performance of the multistart heuristic and are particularly suitable for scheduling problems whose best solutions are in most cases built by blocks of elements that appear together very often. The proposed heuristic obtains systematically better solutions and is less time consuming than the best algorithms found in the literature.

[pt] Este trabalho investiga o problema de otimização de alternativas para o desenvolvimento de campos petrolíferos. Uma alternativa de desenvolvimento refere-se à forma como um campo petrolífero, conhecido e delimitado, é colocado em produção, isto é, diz respeito à determinação do número, localização e agendamento dos poços de produção e injeção. Otimização de alternativas consiste em encontrar as configurações de produção que, a longo prazo, forneçam o maior valor presente líquido (VPL), obtido a partir do custo de investimento inicial, do preço do petróleo, da produção de óleo e gás, dos custos de operação, das alíquotas de impostos e dos royalties pagos durante o tempo de produção. A produção de óleo é obtida usando-se um simulador de reservatório. O simulador recebe a informação da alternativa a ser simulada e retorna a curva de produção de óleo e gás no tempo de produção especificado. Cada execução do simulador pode demorar desde alguns segundos até várias horas, dependendo da complexidade do reservatório modelado. Este trabalho propõe, implementa e avalia um sistema inteligente de otimização que emprega: algoritmos genéticos (AGs) para a busca de uma alternativa de desenvolvimento ótima; uso de ambiente de computação paralela para a simulação de reservatório e cálculo do VPL das alternativas; um módulo de inferência baseado em modelos inteligentes para aproximar a função de produção de óleo; e um módulo de caracterização baseado em mapas de qualidade para obter informações do campo petrolífero a serem aproveitadas durante a otimização. Este trabalho consistiu de 4 etapas: uma revisão da literatura sobre desenvolvimento de campos petrolíferos, simulação de reservatórios e caracterização de campos petrolíferos; um estudo das técnicas de inteligência computacional para otimização e aproximação de funções; desenvolvimento do modelo proposto de otimização de alternativas; e o estudo de casos. O modelo proposto foi avaliado com configurações de reservatório homogêneo e heterogêneo obtendo resultados da otimização, do uso da caracterização, da aproximação pelo módulo de inferência e do uso do ambiente paralelo. Os resultados obtidos mostram que, o modelo proposto, permite alcançar respostas com altos VPL sem utilizar conhecimento prévio, e também a partir de informações extraídas da caracterização ou fornecidas pelo próprio especialista como sementes iniciais na otimização. A principal contribuição deste trabalho é a concepção e implementação de um sistema baseado em técnicas inteligentes para otimizar alternativas de desenvolvimento com uma redução do tempo computacional para um processo iterativo, obtida tanto pelo aproveitamento do poder computacional de um ambiente de computação paralela, como pelo uso de aproximações das curvas de produção. Este sistema inteligente oferece uma ferramenta de suporte à decisão que automatiza a busca de alternativas de desenvolvimento e aproveita informações vindas do conhecimento do engenheiro de reservatório. / [en] This work investigates the problem of optimization of alternatives for petroleum fields` development. A development alternative refers to the way a well-known and delimited petroleum field is placed in production. This process involves the determination of the number, localization and scheduling of producer and injector wells. Thus, the optimization of alternatives consists of finding the production configurations that, in the long term, provide the maximum net present value (NPV); this is obtained from the investment cost, oil price, oil & gas production, operation costs and taxes and royalties paid during the production time. The oil and gas production is obtained from a reservoir simulator. The simulator receives information from the alternative to be simulated, and returns an oil & gas production to specified production time. Each simulation can take from a few seconds to several hours, depending on complexity of the reservoir being modeled. This work proposes, implements and evaluates an intelligent optimization system that comprises: genetic algorithms (GAs) to search an optimal development alternative; using of parallel computing environment to reservoir simulation and NPV computing; an inference module, basis in intelligent models, to approximate the oil production function; and a oilfield characterization module, basis in quality maps, to obtain information about the oilfield to use during optimization process. This work consisted of four stages: a literature review about petroleum field development and reservoir simulation; a study about computational intelligence techniques applied in optimization and functions approximation; the development of alternatives optimization proposal model; and the case studies. The proposal model was evaluated using homogeneous and heterogeneous reservoir configurations, obtaining results of optimization, by using characterization, the inference module and the parallel environment. The obtained results indicate that the proposed model provides alternatives with high NPV without previous knowledge and also from information provided by characterization or information inserted by the expert as initial seeds into optimization. The main contribution of this work is the conception and the implementation of a system basis in intelligent techniques to optimize development alternatives offering a reduction time to an iterative process, obtained from exploit of computational effort of a parallel computing environment or by using of production curves approximations. This intelligent system offers a decision-support tool that allows automating the search process of development alternatives and exploiting information from knowledge of reservoir engineers.

[pt] Nos últimos anos, o custo com energia elétrica tem aumentado de forma significativa para os consumidores no Brasil. Grandes consumidores, como indústrias e comércios, atualmente dispõem de alternativas para mitigar estes custos, como a otimização do contrato de demanda, a correção do baixo fator de potência, a utilização de geração própria, renovável ou não renovável, além da possibilidade de migrar para o mercado livre de energia elétrica, com diversas modalidades de contratos, preços e prazos. Já os consumidores residenciais, em função dos custos menores com as faturas de energia e da limitação técnica dos medidores, até agora dispunham de poucos mecanismos para atenuar seus custos. Entretanto, nos últimos anos tem sido cada vez mais comum a utilização de geração distribuída, principalmente com o uso de painéis fotovoltaicos por parte destes consumidores. Além disto, com a redução dos custos dos medidores inteligentes de energia elétrica, estes consumidores também podem monitorar seu consumo em tempo real, promovendo ações de aumento de eficiência energética para reduzir custos. Mais recentemente, foram criadas as bandeiras tarifárias, que propõem identificar as condições sistêmicas por cores verde, amarela e vermelha. As cores amarela e vermelha sinalizam aumentos de custos na produção de energia elétrica e, consequentemente, são repassados para o consumidor na forma de aumento de tarifa, promovendo resposta da demanda. Assim, há uma razão adicional para os consumidores monitorarem seu consumo. Não obstante, em 2018 foi adotada uma nova modalidade tarifária voltada para esta classe de consumidor chamada tarifa branca. Nesta modalidade, o consumidor possui diferentes valores de tarifas para diferentes períodos do dia. Assim, o consumidor que optar por esta modalidade pode reduzir o custo da sua fatura deslocando o consumo de horários de maior valor de tarifa para horários de menor valor de tarifa. Esta dissertação busca analisar em detalhes a viabilidade de um consumidor residencial migrar seu contrato para a chamada tarifa branca. Para isto, é proposto um modelo de otimização linear inteiro misto que busca desagregar o consumo de energia elétrica, medido de forma não invasiva, do consumidor para os diferentes eletrodomésticos da casa. Logo, o consumidor poderá decidir pela mudança contratual avaliando a perda de conforto que terá em mudar seus hábitos de consumo. A aplicação do modelo proposto é interessante não só por apresentar um diagnóstico mais detalhado do consumo de energia elétrica, mas também por identificar o funcionamento de eletrodomésticos como geladeira, ar condicionado e frigobar, que possuem diferentes estados de operação que dificilmente seriam capturados por uma simples inspeção destes eletrodomésticos. Para ilustrar o modelo proposto, nesta dissertação, dados de um consumidor real foram utilizados e a acurácia do modelo pôde ser comprovada com medições diretas de alguns eletrodomésticos. Desta forma, o consumidor tem a sua disposição uma ferramenta de apoio à decisão importante para monitorar o funcionamento dos eletrodomésticos e definir se deve migrar para a nova modalidade tarifária. / [en] In the last years, energy consumption has increased significantly for consumers in Brazil. Large consumers, such as industrial and commercial customers, are currently subject to cost-mitigation alternatives such as demand contract optimization, power factor reduction, self-generation, renewable or non-renewable generation, and the possibility of migrating to the free market of electric energy, with various modes of purchase, prices and deadlines. The consumer, in which the means of the upper costs with the fat means of the data of the meters, is in function of minor engines to reduce their costs. However, on a constant basis, with the use of photovoltaic panels, by these consumers. In addition, with the help of the costs of smart electric power meters, these profits are potentially higher, in real time, the ability to generate weaker sound profits for the cost image. More recently, they were created as tariff plates, which identify the systemic conditions by the green, yellow and red nuclei. The yellow and red samples are generated from the temperature of electric energy production and, consequently, are passed on to the consumer in the form of temperature increase. Thus, there is a large difference in consumption levels of your consumption. Nevertheless, in 2015 a new tariff modality was implemented for this class of energy consumption called the white tariff. In this mode, the buyer has different rate values for different periods of the day. Thus, consumers who have this option can reduce the cost of their invoice in relation to the consumption of schedules of higher tariff value for the hours of lower tariff value. This dissertation looks at the analysis on a feasibility of a residential ad migrating its contract to a so-called white tariff. To this end, it is necessary a linear model that makes the difference in consumption of electric energy, measured non-invasively, from consumer to the different units of household appliances of the house. Therefore, the consumer is also evaluated by contracting a service that improves their consumption capacity. The application of the model is more interesting, but no longer presents the power of electric power, but also has the same standard of electricity as the refrigerator, air conditioning and minibar, which have different states of operation that are hardly captured by a simple inspection of each appliance. To illustrate the proposed model, this dissertation, data from a real consumer were used and an accuracy of the model can be proven with the direct measurements of some home appliances. The way in which the consumer has a migration support tool for the operation of the equipment and defines whether to migrate to a new tariff modality.

[pt] Estudos empíricos na área de séries temporais indicam que combinar modelos preditivos, originados a partir de diferentes técnicas de modelagem, levam a previsões consensuais superiores, em termos de acurácia, às previsões individuais dos modelos envolvidos na combinação. No presente trabalho é apresentada uma metodologia de combinação convexa de modelos estatísticos de previsão, cujo sucesso depende da forma como os pesos de combinação de cada modelo são estimados. Uma Rede Neural Artificial Perceptron Multi-camada (Multilayer Perceptron - MLP) é utilizada para gerar dinamicamente vetores de pesos ao longo do horizonte de previsão, sendo estes dependentes da contribuição individual de cada previsor observada nos dados históricos da série. O ajuste dos parâmetros da rede MLP é efetuado através de um algoritmo de treinamento híbrido, que integra técnicas de busca global, baseadas em computação evolucionária, junto com o algoritmo de busca local backpropagation, de modo a otimizar de forma simultânea tanto os pesos quanto a arquitetura da rede, visando, assim, a gerar de forma automática um modelo de ponderação dinâmica de previsores de alto desempenho. O modelo proposto, batizado de Neural Expert Weighting - Genetic Algorithm (NEW-GA), foi avaliado em diversos experimentos comparativos com outros modelos de ponderação de previsores, assim como também com os modelos individuais envolvidos na combinação, contemplando 15 séries temporais divididas em dois estudos de casos: séries de derivados de petróleo e séries da versão reduzida da competição NN3, uma competição entre metodologias de previsão, com maior ênfase nos modelos baseados em Redes Neurais. Os resultados demonstraram o potencial do NEWGA em fornecer modelos acurados de previsão de séries temporais. / [en] Empirical studies on time series indicate that the combination of forecasting models, generated from different modeling techniques, leads to higher consen+sus forecasts, in terms of accuracy, than the forecasts of individual models involved in the combination scheme. In this work, we present a methodology for convex combination of statistical forecasting models, whose success depends on how the combination weights of each model are estimated. An Artificial Neural Network Multilayer Perceptron (MLP) is used to generate dynamically weighting vectors over the forecast horizon, being dependent on the individual contribution of each forecaster observed over historical data series. The MLP network parameters are adjusted via a hybrid training algorithm that integrates global search techniques, based on evolutionary computation, along with the local search algorithm backpropagation, in order to optimize simultaneously both weights and network architecture. This approach aims to automatically generate a dynamic weighted forecast aggregation model with high performance. The proposed model, called Neural Expert Weighting - Genetic Algorithm (NEW-GA), was com- pared with other forecaster combination models, as well as with the individual models involved in the combination scheme, comprising 15 time series divided into two case studies: Petroleum Products and the reduced set of NN3 forecasting competition, a competition between forecasting methodologies, with greater emphasis on models based on neural networks. The results obtained demonstrated the potential of NEW-GA in providing accurate models for time series forecasting.

[pt] Muitas organizações de produção por projeto (i.e., também conhecidas pela sigla inglesa ETO, engineering-to-order) são sistemas de produção multi-projeto em que o planejamento da capacidade, na fase de negociação de novos pedidos, é de suma importância. A literatura acadêmica, nesta área, apresenta uma lacuna entre teoria e prática em função da falta de estudos sobre a aplicação de ferramentas de apoio à tomada de decisão para resolver problemas de planejamento de capacidade em ambientes reais de produção ETO. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho é desenvolver uma solução para o planejamento tático da capacidade produtiva, apoiando essa fase de negociação, numa organização multi-projeto fabricante de equipamentos especiais sob encomenda. Este estudo envolve o desenvolvimento de modelos de programação linear inteira mista e sua aplicação para resolver problemas de planejamento da produção na organização estudada. Quanto às contribuições teóricas desta tese, é apresentado um modelo determinístico em que são consideradas questões de modelagem não totalmente exploradas em outros estudos ou que tem de ser adaptadas às especificidades do contexto estudado, como a representação da capacidade extra, de processos com múltiplos estágios e a relação de precedência entre as atividades. Além disso, um modelo de otimização robusta, baseado na abordagem proposta por Bertsimas e Sim (2004), estende esse modelo determinístico, considerando incertezas relativas aos tempos de processamento das atividades. Os modelos foram alimentados com dados do mundo real e executados para fins de validação de sua utilidade para resolver o problema de planejamento em questão. Cenários alternativos também foram gerados para apoiar a tomada de decisão dos gestores dessa empresa na fase de negociação de novos pedidos. Com relação às implicações práticas, para a equipe de planejamento da empresa, a solução proposta aprimora o processo de tomada de decisão no que tange o planejamento tático da capacidade produtiva. A solução, além de resolver algumas deficiências do método de planejamento atual da empresa, fornece informações mais detalhadas sobre o problema, permite a intervenção do gestor na construção dos planos de capacidade e incorpora dados relativos à variabilidade nos tempos de processamento permitindo assim uma postura pró-ativa mediante as incertezas. Resultados empíricos mostram que, com um aumento relativamente pequeno no custo (0.02 porcento), um componente deveria ser preferencialmente produzido na própria empresa (ao invés de ser subcontratado). Além disso, com um aumento de 0.8 porcento no custo (o que inclui a contratação de 21 porcento a mais de mão-de-obra direta), a probabilidade de violação dos planos de produção é reduzida de 90 porcento para 15 porcento, representando um plano mais estável e protegido contra incertezas. Do ponto de vista acadêmico, esta pesquisa acrescenta evidências empíricas para enriquecer a literatura existente, uma vez que não só apresenta um caso real, mas também destaca questões que devem ser consideradas e gerenciadas em um contexto do mundo real para que se possa desenvolver e implementar técnicas adequadas para lidar com o problema de planejamento estudado. / [en] Many engineering-to-order (ETO) organizations are multi-project capacity-driven production systems in which capacity planning is of major importance in the order acceptance phase. The academic literature, in this area, presents a research-practice gap with a lack of studies on the application of decision support tools to address capacity planning problems in real-world ETO settings. Within this context, the goal of this thesis is to develop a tactical capacity planning solution to support the order acceptance phase of a real-world multi-project organization that produces customised equipments on the basis of ETO policy. This research study lays in the development of mixed integer linear programming models and their practical application to solve production planning problems in the studied organization. As for the theoretical contributions of this thesis, first a deterministic model is presented in which modelling issues that are either not entirely explored in other studies or that have to be adapted to the specificities of the studied setting are taken into account. Moreover, a robust optimization model extends the former model by considering uncertainties of the planning problem. The models were fed with real-world data and solved in order to check whether they actually reflect the planning problem. Furthermore, alternative scenarios were also generated to assist the management board in the order acceptance phase. As for practical implications, for the company s manufacturing planning team, the proposed solution enhanced the decision-making process regarding tactical capacity planning, addressing different shortcomings of the company s current planning method. Empirical results suggest that with a slight increase in cost (0.02 percent) a part component should be processed in-house instead of being outsourced and that with a 0.8 percent increas in cost (which includes hiring 21 percent more personnel) the probability of violating the production plans decreases from 90 percent to 15 percent, representing a much more stable (protected against uncertainty) situation. From an academic perspective, this research adds empirical evidence to enrich the existing literature, as it not only presents a real case application, but also highlights issues that must be considered and managed in a real-world context in order to develop and implement appropriate techniques to cope with the aforementioned planning problem.