[pt] Este trabalho focaliza a análise elasto-plástica de componentes mecânicos e estruturais. Especial atenção é dada a formulação da equação constitutiva. A relação constitutiva em taxas é equacionada na forma de potenciais generalizados onde utiliza-se o conceito de subgradientes. Para tal, são introduzidos conceitos básicos da termodinâmica sendo usadas variáveis internas para descrever os mecanismos dissipativos. São apresentados pseudo-potenciais em incrementos finitos de tensões e deformações que incorporam a admissibilidade plástica e são capazes de descrever o descarregamento elástico local desde que não haja plastificação seguida de descarregamento no passo. Esta forma é utilizada na obtenção-de Princípios de Mínimo para a análise elasto-plástica. A discretização espacial é feita utilizando o Método dos Elementos Finitos. São considerados algoritmos para a solução de tal problema. São incluídas aplicações numéricas a problemas planos e a flexão de placas. / [en] The elastic-plastic analysis of structural components is considered. The formulation of the constitutive equations is specially focused. The constitutive relation for rates is derived from pseudo-potentials by using the sub-gradient concept. Internal variables are introduced to describe dissipation mechanisms and thermodynamical concepts are used in order, to obtain the corresponding potential relationships. Generalized potentials are also presented for the approximate constitutive relation in terms of finite increments of strain and stress. This formulation incorporate plastic admissibility constraínts and it is also able to describe local elastic unloading except the case when it follows plastic yielding in the true incremental process. This form of the constitutive equation is used next to obtain minimum principles for the elastic-plastic analysis. Spatial discretization is performed by means of the Finíte Element Method. Some algorithms are discussed for the solution of the variational formulations considered. Numerical applications are presented for plane problems and plate bending.

[pt] O transporte e os estoques correspondem a maior parte dos custos logísticos de uma empresa. Com o avanço da tecnologia, passou-se a analisar em conjunto esses dois componentes e não mais separados, como era feito anteriormente. O Problema de Roteirização de Veículos com Estoque (Inventory Routing Problem – IRP), nasceu dessa análise conjunta e procura encontrar a melhor rota para os veículos, atendendo a um determinado nível de estoque. Este trabalho apresenta um modelo de IRP com múltiplos veículos e produtos, onde existe a possibilidade de transbordo entre os centros de distribuição existentes. O modelo desenvolvido foi elaborado em um estudo de caso real em uma empresa do setor varejista. Após sua elaboração, o modelo foi testado com uma instância menor e comparado a situação atual da empresa, a fim de testar sua eficiência. Em seguida, foi rodado com os dados completos da empresa, e foram analisados os resultados. Na resolução, foi utilizado o software Xpress, o qual utiliza programação inteira como método de resolução. / [en] Transport and inventories account for most of a company s logistics costs. With the advancement of technology, we began to analyze these two components together and no longer separate, as was done previously. The Inventory Routing Problem (IRP) was born from this joint analysis and seeks to find the best route for the vehicles, meeting a certain level of inventory. This work presents an IRP model with multiple vehicles and products, where there is the possibility of transshipment between existing distribution centers. The developed model was elaborated in a real case study in a company of the retail sector. After its elaboration, the model was tested with a smaller instance and compared to the current situation of the company in order to test its efficiency. It was then run with the complete company data, and the results were analyzed. In the resolution, Xpress software was used, which uses integer programming as the resolution method.

[pt] Desde o final dos anos 90, o setor elétrico brasileiro vem passando por grandes reformas, cujos principais objetivos são aumentar a competição e a eficiência na alocação de recursos. Em função deste aumento de eficiência na alocação de recursos e devido ao consumo sazonal de energia no Brasil, foi estabelecida uma flexibilidade para as hidrelétricas conhecida como sazonalização. A sazonalização permite que, a cada ano, o agente de geração declare para o próximo ano o quanto é a energia mensal respeitando-se certos limites. Neste artigo, propõe-se um modelo de análise de decisão da sazonalização a partir da otimização da medida ômega, com restrições de valor em risco (restrição prática difundida na indústria). Para o cálculo desta medida, utiliza-se simulação dos preços de curto prazo. Aplica-se este modelo ao caso de uma pequena central hidrelétrica. Os resultados indicam que a decisão de sazonalização muda substancialmente quando há restrição de valor em risco, fazendo com que a decisão ótima fique mais próxima de uma alocação uniforme ao longo do ano. / [en] Since the late 1990s, the Brazilian electric power industry has undergone significant structural changes, the main objective being to increase competition and resources allocation efficiency. Due to this increase in efficiency and because of seasonal electricity consumption, there is the inclusion of a contractual flexibility, named seazonalization. This flexibility in the contract allows for the generation agent (hydroelectric plant) to choose the monthly electricity amount generated and supplied to the system, each year, within certain limits. In this work it is proposed a model for the analysis and decision of the best energy supply profile, for the twelve months of the contract time span, based on the optimization of the omega measurement, subjected to value at risk restrictions (restriction widely employed in the related industry). In order for this omega measurement to be employed, the simulation of short term prices is used, and the model then applied to a small hydroelectric generation facility. The results indicate that the seazonalization decision will change substantially when there are value at risk restrictions, forcing the optimal decision to be closer to a flat allocation throughout the year.

[pt] A busca por uma matriz limpa de geração de energia vem incentivando a expansão de fontes alternativas de geração de energia ao redor do mundo. No Brasil, Pequenas Centrais Hidroelétricas (PCHs) e Usinas a Biomassa de Cana de Açúcar (Biomassa) vêm se mostrando alternativas atraentes nos últimos anos. No entanto, ambas as tecnologias são caracterizadas por perfis de geração sazonais (mas complementares). Este fato gera riscos que por muitas vezes inviabilizam a comercialização de maneira individual da energia produzida por essas usinas. As PCHs, em particular, têm uma opção de mitigação de parte desse risco participando do Mecanismo de Realocação de Energia (MRE). O MRE traz às PCHs a flexibilidade de sazonalizar sua Garantia Física ao longo do ano, o que se mostra uma ferramenta adicional para mitigar o risco da sazonalidade da geração hidráulica no Brasil. Neste trabalho, será estudado como a combinação de PCHs e Biomassas em um mesmo portfólio pode trazer ganhos sinérgicos para os Geradores. Em particular, será estudado como essa combinação altera a estratégia de sazonalização da Garantia Física da PCH participante do MRE e como essa sazonalização diferenciada resulta em benefícios para os geradores. Para isto, será proposto um modelo de otimização estocástica utilizado para simular o processo decisório de como sazonalizar a Garantia Física de PCHs combinadas com Biomassas em uma proporção fixa ou no contexto de otimização de portfólios compostos por estes dois tipos de usinas. Serão apresentados estudos de caso mostrando diferentes estratégias de comercialização de energia por parte destes Geradores e como a decisão de sazonalização da Garantia Física da PCH se comporta em cada um desses casos. / [en] The search for clean energy development has motivated the expansion of renewable sources of generation around the world. In Brazil, Small Hydro Plants (SHP) and Cogenaration from Sugarcane waste (Biomass) have proven themselves to be attractive alternatives during the last years. Nevertheless, both tecnologies have seazonal (yet complementary) availability. This fact results in financial risks that can make the commercialization of these plants energy individually too risky. SHPs have the option of mitigating their risk by joining the Energy Realocation Mecanism (ERM). The ERM, additionally, gives the SHPs the flexibility of allocate its firm energy in different manners along the year, which can be a valuable tool in mitigating the risks due to the seasonal availability of these plants. In this work, the combination of SHPs and Biomass in a single portfolio will be studied as a tool to mitigate the risks each plant faces individually. In particular, we will study the impact that this combination has over the decision process of SHPs on how to allocate their firm energy and how this different allocation can prove to be beneficial to both generators. In order to do so, a stochastic optimization model will be proposed to simulate the decision process of the SHPs on how to allocate its firm energy when combined in a portfolio with a Biomass in a fixed proportion or in the context of portfolio optimization. Case studies will be presented showing different strategies of commercialization by these generators and how the firm energy allocation decision by the SHP changes in each case.

[pt] Esta tese define os problemas das p-medianas conectadas e o de localização de facilidades não-capacitadas conectadas. Possíveis aplicações incluem problemas de planejamento regional e o projeto de redes de telecomunicações ou de transporte. Para o primeiro problema, duas formulações de programação linear inteira são apresentadas e comparadas. Um destes modelos é adaptado para o segundo problema. Para o problema das p-medianas conectadas, algoritmos aproximados são desenvolvidos. Uma estratégia de busca local híbrida é proposta. Para acelerar as iterações do algoritmo de busca local, idéias como circularidade, melhoria iterativa e o descarte de vizinhos são incorporadas. Heurísticas GRASP e VNS são desenvolvidas incluindo a utilização de um filtro com o objetivo de diminuir os tempos de processamento e do procedimento de reconexão por caminhos com o objetivo de melhorar a qualidade das soluções encontradas. Diversos testes são realizados comparando-se esses algoritmos. Os resultados mostraram a necessidade de se executar um passo adicional de pós-otimização às heurísticas GRASP e VNS propostas. / [en] In this work, the connected p-median and the connected facility location problems are defined. Applications arise in regional planning, design of telecommunications and transportation networks. For the first problem, two integer linear programming formulations are proposed. Adaptations are made in one of these formulations and are used to model the second problem. Approximation algorithms to solve the connected p-median problem are developed. A hybrid local search strategy is proposed. In order to speed up the local search iterations, ideas as circularity, first- improving strategy and discard neighbors are incorporated. A GRASP algorithm and a VNS heuristic are also proposed. A filter is used to reduce the computational time required and a path-relinking is applied to improve the results found. Computational experiments to compare the algorithms are reported. To improve these results, it is applied a post-optimization step to the GRASP and VNS heuristics.

[pt] Com o crescimento da demanda de óleo, as empresas de petróleo têm sido forçadas a explorar novas reservas em águas cada vez mais profundas. Em função do alto custo das operações de exploração de petróleo, torna-se necessário o desenvolvimento de tecnologias capazes de aumentar a eficiência e reduzir os custos envolvidos. Neste contexto, a utilização de unidades flutuantes torna-se cada vez mais freqüente em águas profundas. O posicionamento das unidades flutuantes durante as operações de exploração de óleo é garantido pelas linhas de ancoragem, que são estruturas flexíveis compostas, geralmente, por trechos de aço, amarras e/ou cabos sintéticos. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um Algoritmo Genético (AG) para solucionar o problema da disposição das linhas de ancoragem de unidades flutuantes utilizadas nas operações de exploração de petróleo. A distribuição das linhas de ancoragem é um dos fatores que influencia diretamente nos deslocamentos (offsets) sofridos pelas unidades flutuantes quando submetidas às ações ambientais, como ventos, ondas e correntes. Desta forma, o AG busca uma disposição ótima das linhas de ancoragem cujo objetivo final é a minimização dos deslocamentos da unidade flutuante. Os operadores básicos utilizados por este algoritmo são mutação, crossover e seleção. Neste trabalho, foi adotada a técnica steady-state, que só efetua a substituição de um ou dois indivíduos por geração. O cálculo da posição de equilíbrio estático da unidade flutuante é feito aplicando-se a equação da catenária para cada linha de ancoragem com o objetivo de se obterem as forças de restauração na unidade, e empregando-se um processo iterativo para calcular a sua posição final de equilíbrio. / [en] With the increasing demand for oil, oil companies have been forced to exploit new fields in deep waters. Due to the high cost of oil exploitation operations, the development of technologies capable of increasing efficiency and reducing costs is crucial. In this context, the use of floating units in deep waters has become more frequent. The positioning of the floating units during oil exploitation operations is done using mooring lines, which are flexible structures usually made of steel wire, steel chain and/or synthetic cables. This work presents the development of a Genetic Algorithm (GA) procedure to solve the problem of the mooring pattern of floating units used in oil exploitation operations. The distribution of mooring lines is one of the factors that directly influence the displacements (offsets) suffered by floating units when subjected to environmental conditions such as winds, waves and currents. Thus, the GA seeks an optimum distribution of the mooring lines whose final goal is to minimize the units´ displacements. The basic operators used in this algorithm are mutation, crossover and selection. In the present work, the steady- state GA has been implemented, which performs the substitution of only one or two individuals per generation. The computation of the floating unit´s static equilibrium position is accomplished by applying the catenary equilibrium equation to each mooring line in order to obtain the out-of-balance forces on the unit, and by using an iterative process to compute the final unit equilibrium position.

[pt] Nesta dissertação é apresentada uma síntese das técnicas estatísticas necessárias ao planejamento e análise de experimentos com mistura e mistura-processo, e é apresentada uma metodologia original indicada para a seleção de modelos, especialmente para aqueles com forte colinearidade entre os níveis dos componentes da mistura, utilizando um critério baseado na Teoria da Informação. A metodologia é ilustrada com dois exemplos da literatura. Aplicando esta metodologia aos dois estudos de caso, tem-se como objetivo a seleção de modelos melhores dos que os apresentados inicialmente nos dois exemplos. Com os modelos definidos, foram determinadas as proporções ótimas dos componentes de mistura e os níveis ótimos das variáveis de processo para cada um dos exemplos. A metodologia desenvolvida para seleção de modelos, consistindo de duas etapas, provou ser eficiente nos dois casos estudados. / [en] This dissertation presents a summary of the statistical techniques necessary for planning and analysis of mixture and mixture-process experiments and presented an original methodology is indicated for the selection of models, especially for those with high collinearity between the components levels of the mixture, using a criterion based on information theory. The methodology is illustrated with two examples from the literature. Applying this methodology to two case studies has as its objective the selection of the best models than presented in the originally two examples. With the models defined, were determined optimal proportions of the mix components and the optimal levels of the process variables for each two examples. The methodology developed for model selection, which consists of two steps, proved to be efficient in both studied cases.

[pt] As técnicas de otimização multicritérios, que tiveram sua origem na área econômica, são necessárias na busca de soluções em qualquer ambiente onde existam objetivos competindo entre si. Nestes ambientes pode não existir uma solução ótima para determinado problema e sim soluções de compromisso entre os vários objetivos conflitantes. Uma das muitas áreas onde múltiplos objetivos coexistem é a área de Projetos de Circuitos Eletrônicos, onde desde um compromisso entre ganho e banda passante até compromissos bem mais complexos são freqüentemente encontrados. Para circuitos com alguma complexidade, processos analíticos são virtualmente inviáveis, tornando-se assim indispensável a utilização do computador como instrumento de projeto. Foi desenvolvido, então, um pacote em FORTRAN com aproximadamente 3.000 linhas de instrução para projetar nominalmente circuitos eletrônicos não lineares. Este pacote, respeitando a topologia fornecida para o circuito, atribui valores aos parâmetros de projeto, no caso valores de resistores, capacitores e indutores, de forma a atingir as especificações solicitadas. As opções existentes de projeto que foram implementadas são as seguintes: especificação das tensões nodais DC e/ou polarização de transistores e/ou faixa dinâmica e/ou impedância de entrada e/ou impedância de saída nas freqüências desejadas, além de poder ser escolhida a faixa de variação dos parâmetros de projeto. Estão contidos também, modelos globais (DC/AC) dos dispositivos eletrônicos mais comuns que podem ser solicitados pelo usuário, conforme sua necessidade ao descrever o circuito. Os modelos disponíveis são os seguintes: diodo de junção, transistores bipolares npn e pnp e amplificador operacional com entrada bipolar. / [en] Multiple criterion optimization techniques must be used in environments which competing objetives. In such environments no optimal solution is attained, but only compromise solutions among all the competing objectives. One of these environments is the Designs of Electronic Circuits, whose design compromises generally range from gain and bandwith to much more complex ones. For somewhat complex circuits, analitical processes are virtually unfeasible, so a digital computer has to be used as an instrument for calculus. Thus, a FORTRAN package was written to design nominally non-linear electronic circuits. This package, maintaining the circuit topology unchanged, gives values to resisters, capacitors and inductores so that it may meet the design requirements. The design options provided by the package are: specification of the node voltages and/or total biasing bipolar transistors (Vce - Ic) and/or total power comsumption and/or frequency response and/or input impedance and/or output impedance and/or dynamic range. All these options can be requested limiting the range of variation in the design parameters (resistors, capacitors and inductors) The package still provides global models for semiconductor devides which are: junction diode, bipolar npn/pnp transistors and an operational amplifier macro-model. The design options offered and the general purpose structure of the package provide a favorable environment for the application of the multiple criterion optimization techniques.

[pt] Neste trabalho estuda-se a resolução de problemas de otimização e síntese de consultas para recuperação de informações de bancos de dados bibliográficos, através da sua formulação como problemas de programação matemática em variáveis 0-1. Primeiramente é estudado o problema de programação hiperbólica, para o qual foram desenvolvidos algoritmos de complexidade linear. O segundo problema estudado trata de uma extensão do anterior, sendo chamado neste texto de problema de soma hiperbólica. Para este problema são desenvolvidas heurísticas dos tipos simulated annealing e steepest ascent mildest descent (tabu search), além de algoritmos exatos do tipo pesquisa arborescente. Todos os métodos descritos acima foram implementados e são apresentados resultados numéricos. Quanto à otimização de consultas, foram estudados dois problemas básicos: consultas periódicas e síntese de novas, que são formulados como problemas de programação hiperbólica e soma hiperbólica, respectivamente. Foram feitas aplicações considerando-se um banco de dados do Centro de Informações Nucleares da CNEN (Comissão Nacional de Energia Nuclear). / [en] In this work we study the solution of problems arising in the field of queries optimization in information retrieval from classical databases, through their formulation as mathematical problems in 0-1 variables. The first problem studied is the hyperbolic programming problem in 0-1 variables, for which we developed exact linear-time algorithms. The second problem studied is an extension of the former, here named as hyperbolic sum problem. For this problem we developed simulated annealing and steepest ascent-mildest descent (tabu search) heuristics, as well as exact branch-and-bound algorithms. All these methods were implemented and numerical results are presented. Concerning the problem of queries optimization, two basic problems were studied: periodical query and synthesis of new queries, which are formulated respectively as an hyperbolic programming problem and an hyperbolic sum problem. We have also done applications involving these problems, considering real data gathered from a database of Center of Nuclear Information from CNEN (Brazilian National Comission of Nucler Energy)

[pt] Este estudo tem como objetivo principal verificar a contribuição dos dispêndios em publicidade no valor da empresa a partir de um modelo dinâmico e estocástico. O efeito dinâmico capta os impactos dos dispêndios de publicidade na geração de caixa em períodos subseqüentes. O efeito estocástico reflete a incerteza dos ciclos econômicos que influenciam a decisão de quanto gastar. Finalmente, com a otimização é possível comparar se a geração de caixa, sob esses efeitos, é de fato maior. Os resultados indicam evidências de que os dispêndios de publicidade, quando realizado de forma efetiva, contribuem para o valor da empresa. Dados de empresas norte-americanas do setor de consumo discricionário, de 1998 a 2007, foram utilizados para testar empiricamente o modelo proposto. É importante destacar a congruência entre as disciplinas de marketing e finanças, pelo caráter multidisciplinar desta pesquisa. / [en] This study has as it principal objective to verify the contribution of advertising expenditures to firm value. To reach this goal, a dynamic and stochastic model was developed. The dynamic effect captures the advertising expenditure impact on the cash flows in subsequent periods. The stochastic effect reflects the uncertainty caused by business cycles that influence the decision as to the amount to be spent. Finally, with optimization it is possible to compare whether the cash flow generated, under these specific effects, is, in fact, higher. The results indicate evidence that advertising expenditures, when effectively spent, can contribute to firm value. Data of American companies of the consumer discretionary sector from 1998 to 2007 were employed to test empirically the proposed model. It is also important to point out the interface between marketing and finance through the multidisciplinary character of this research.