O comportamento de veículos terrestres submetidos ao impacto é de grande relevância na engenharia automobilística, existindo um volume considerável de trabalhos técnicos nesta área. O estudo deste tipo de problema empregando modelos de elementos finitos de casca é realizado com sucesso. No entanto, para certos tipos de estudos, como os de otimização estrutural, é exigida a possibilidade de criar modelos que, sem perder os aspectos essenciais do problema, permitam obter soluções em tempo computacional reduzido. Nesse contexto, pretende-se no trabalho proposto desenvolver uma metodologia para otimizar, empregando o método dos Algoritmos Genéticos, estruturas unifilares formadas por barras flexíveis e/ou rígidas unidas através de juntas não lineares. O ajuste da rigidez não linear das juntas esféricas e translacionais que simulam o comportamento dos elementos estruturais é obtido a partir da análise de modelos em elementos finitos de casca que capturam o comportamento do tubo de parede fina ou por métodos analiticos. A avaliação da segurança em veículos automotivos do tipo ônibus interurbano ainda não se encontra adequadamente regulamentada. Empresas nacionais do ramo da fabricação de carrocerias de ônibus têm procurado em normas internacionais, no apoio das empresas fornecedoras de chassi, em agências governamentais, tais como o INMETRO, IBAMA e DENATRAN, os subsídios para desenvolvimento de uma tecnologia própria para o projeto de suas estruturas. Uma avaliação da segurança dos ocupantes deste tipo de veículo deve ser um item importante a ser verificado. Este trabalho apresenta uma metodologia para avaliação da segurança de estruturas sob ação de impacto frontal e, a partir dela, propor alternativas para prover a estrutura do ônibus da capacidade de absorver toda a energia produzida durante o evento de impacto. / The behavior of vehicles under impact is great importance in automotive engineering with a considerable amount of technical work in this area. The study of this kind of problem using shell finite element models is used with success. However, for certain types of studies, such as structural optimization, requires the ability to create models that, without losing the essence of the problem, to obtain solutions in reduced computational time. In this context, the proposed work is intended to develop a methodology to optimize, using the method of genetic algorithms, single-line structures formed by flexible and/or stiff rods together by non-linear joints. The adjustment of nonlinear stiffness of the spherical and translational joints that simulate the behavior of structural elements is obtained from the analysis of shell finite element models that capture the behavior of thin-walled tube, or otherwise, for analytical methods. The assessment of security in automotive vehicles of the type intercity bus is not properly regulated. National companies in the business manufacture of bus bodies have sought to international standards, supply companies chassis, government agencies such as INMETRO, IBAMA and DENATRAN subsidies for development of a proprietary technology for the design of its structures. An evaluation of the safety of occupants of such vehicle shall be an important item to be checked. This work presents a methodology for assessing the safety of structures under frontal impact and from that one to propose alternatives to provide the bus structure capacity to absorb all energy produced during the impact event.

Este trabalho apresenta um estudo sobre o paradigma de Algoritmos Genéticos aplicados a área de Predições de Séries Temporais. O resultado deste trabalho é apresentado na forma de comparação dos resultados obtidos entre o Modelo Clássico de Predição (UCM), Redes Neurais Artificiais (RNAs) e o modelo de Algoritmos Genéticos desenvolvido neste trabalho. Este estudo foi realizado trabalhando-se basicamente com o Índice Mensal de Produção Industrial do Estado do Rio Grande do Sul fornecido pelo IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística). Os resultados obtidos mostram que os Algoritmos Genéticos podem atingir níveis satisfatórios de precisão em relação aos valores preditos quando comparados com os valores reais. A validação é feita com predições de um passo à frente e de sete passos à frente. Estas predições são em relação aos sete meses iniciais do ano de 1993. / This work presents a study of Genetic Algorithms paradigm applied to Forecasting Time Series. The results are compared with the obtained with the Classic Model of Prediction (UCM), Artificial Neural Networks (RNAs). This study was accomplished using with the Monthly Index of Industrial Production of the State of Rio Grande do Sul, supplied by the IBGE(Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística). The results show that the Genetic Algorithms can accomplish a satisfactory precision when compared with the real values. The validation is made with predictions, one and seven steps ahead. These predictions are equivalent to the seven initial months of 1993.

Nos modernos sistemas produtivos exige-se crescente aumento na eficiência global, o que implica em otimização nas etapas de processo. Neste contexto, o arranjo de um layout industrial é um conceito fundamental para a eficácia de um sistema, que deve ser considerada na sua concepção. Em um ambiente industrial podem-se conceber diversos tipos de layout, de acordo com a diversidade de itens e do modo de produção adotado, da demanda de mercado. O presente trabalho aborda o projeto de layout do tipo celular, uma modalidade de arranjo utilizado na engenharia industrial que permite atender diversidade de produção compatível com certa flexibilidade operacional. Dentre as diversas técnicas e abordagens aplicadas para a formação de células de manufatura, adota-se especificamente uma aplicação de Algoritmo Genético, implementada através de uma interface em Matlab, onde são abordados tópicos como: a geração da população inicial, a codificação do cromossomo,a função objetivo, as restrições do problema, os operadores de cruzamento e mutação e a confiabilidade do algoritmo proposto. Dos resultados obtidos, constata-se que os Algoritmos Genéticos são ferramentas confiáveis para a otimização de sistemas de fabricação, obtendo-se respostas que cumprem os requisitos básicos de projeto de uma célula, além de apresentar valores de convergência na geração de grupos de máquinas e famílias de peças. / In modern production systems it requires increasing the overall efficiency, which results in the optimization process steps. In this context, the arrangement of an industrial layout is a fundamental concept to the effectiveness of a system that must be considered in its design. An industrial environment can be designed with layouts of several types, according to the diversity of items, adopted production mode and market demand. This paper discusses the design layout of the cellular type, an arrangement used in industrial engineering that allows diversity to meet production compatible with operational flexibility. Among the various techniques and approaches applied to the formation of manufacturing cells, specifically here it is adopted an application of genetic algorithm, implemented using an interface in Matlab, where several topics are covered, namely: the generation of the initial population, the chromosome coding, operators of Crossover, mutation and reliability of the proposed algorithm. The obtained results show that the Genetic Algorithms are reliable tools for the optimization of manufacturing systems, obtaining responses that meet the basic requirements of a cell design, and presenting convergence values in the generation of machine groups and family of parts.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T19:25:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T03:15:57Z : No. of bitstreams: 1 150624.pdf: 3653329 bytes, checksum: 71ac99d7ff0e4b9514119c709095ba08 (MD5)

Orientadora : Profª Drª Thelma Solange Piazza Fernandes / Co-orientador : Prof. Dr. Marcelo Bessa / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 14/03/2014 / Inclui referências / Área de concentração: Sistemas de potência / Resumo: O planejamento da operação do sistema elétrico brasileiro se constitui num grande desafio técnico devido à natureza predominantemente hidrelétrica do mesmo. Sua operação exige um cuidadoso planejamento para conciliar os objetivos conflitantes de minimizar vertimento no período de chuvas e minimizar o risco de desabastecimento no período seco. Os modelos de otimização do despacho hidrotérmico atualmente utilizados para operação de grandes sistemas não incorporam a rede elétrica no cálculo das metas energéticas, o que resulta numa operação nem sempre econômica. Assim este trabalho, objetiva modelar o problema de otimização da geração de energia elétrica via Algoritmos Genéticos onde as restrições elétricas são inclusas através do Fluxo de Energia Ótimo que é resolvido mês a mês ao longo do período de planejamento. O fitness é composto por funções objetivo que procuram utilizar os reservatórios da melhor forma possível, como minimizar as perdas por vertimento em épocas chuvosas, custos de produção, economizar água em períodos de seca, atender à demanda por barra e os limites de intercâmbio entre subsistemas da rede. A metodologia proposta foi testada em um sistema de 33 barras. / Abstract: The operation planning of the Brazilian power system is a big challenge given its predominantly hydroelectric nature. Its operation requires a careful planning to reconcile the some conflicting goals like, minimizing spillage in the rainy season and minimize the risk of shortages during the dry season. The optimization models for hydrothermal systems currently being used to operate large systems do not incorporate the network in the calculation of energy targets. Thus this work aims to model the optimization problem of power generation via genetic algorithms where the electrical constraints were included through the Optimal Energy Flow which is solved monthly over the planning horizon. The fitness function is composed of objective functions that seek to use the reservoirs as well as possible, minimizing spillage during rainy season, production costs, storing water during the dry season, attending the load and limits of energy exchange between subsystems. The methodology was tested using the 33 buses system.

O comportamento de veículos terrestres submetidos ao impacto é de grande relevância na engenharia automobilística, existindo um volume considerável de trabalhos técnicos nesta área. O estudo deste tipo de problema empregando modelos de elementos finitos de casca é realizado com sucesso. No entanto, para certos tipos de estudos, como os de otimização estrutural, é exigida a possibilidade de criar modelos que, sem perder os aspectos essenciais do problema, permitam obter soluções em tempo computacional reduzido. Nesse contexto, pretende-se no trabalho proposto desenvolver uma metodologia para otimizar, empregando o método dos Algoritmos Genéticos, estruturas unifilares formadas por barras flexíveis e/ou rígidas unidas através de juntas não lineares. O ajuste da rigidez não linear das juntas esféricas e translacionais que simulam o comportamento dos elementos estruturais é obtido a partir da análise de modelos em elementos finitos de casca que capturam o comportamento do tubo de parede fina ou por métodos analiticos. A avaliação da segurança em veículos automotivos do tipo ônibus interurbano ainda não se encontra adequadamente regulamentada. Empresas nacionais do ramo da fabricação de carrocerias de ônibus têm procurado em normas internacionais, no apoio das empresas fornecedoras de chassi, em agências governamentais, tais como o INMETRO, IBAMA e DENATRAN, os subsídios para desenvolvimento de uma tecnologia própria para o projeto de suas estruturas. Uma avaliação da segurança dos ocupantes deste tipo de veículo deve ser um item importante a ser verificado. Este trabalho apresenta uma metodologia para avaliação da segurança de estruturas sob ação de impacto frontal e, a partir dela, propor alternativas para prover a estrutura do ônibus da capacidade de absorver toda a energia produzida durante o evento de impacto. / The behavior of vehicles under impact is great importance in automotive engineering with a considerable amount of technical work in this area. The study of this kind of problem using shell finite element models is used with success. However, for certain types of studies, such as structural optimization, requires the ability to create models that, without losing the essence of the problem, to obtain solutions in reduced computational time. In this context, the proposed work is intended to develop a methodology to optimize, using the method of genetic algorithms, single-line structures formed by flexible and/or stiff rods together by non-linear joints. The adjustment of nonlinear stiffness of the spherical and translational joints that simulate the behavior of structural elements is obtained from the analysis of shell finite element models that capture the behavior of thin-walled tube, or otherwise, for analytical methods. The assessment of security in automotive vehicles of the type intercity bus is not properly regulated. National companies in the business manufacture of bus bodies have sought to international standards, supply companies chassis, government agencies such as INMETRO, IBAMA and DENATRAN subsidies for development of a proprietary technology for the design of its structures. An evaluation of the safety of occupants of such vehicle shall be an important item to be checked. This work presents a methodology for assessing the safety of structures under frontal impact and from that one to propose alternatives to provide the bus structure capacity to absorb all energy produced during the impact event.

Resumo: A ressonância magnética é uma modalidade de imagens que tem muitas aplicações em medicina e em especial em estudos do cérebro. Um dos seus pontos fortes é o alto contraste que produz em tecidos moles, o qual possibilita a utilização de imagens em diagnósticos de anomalias e planejamento de procedimentos cirúrgicos. Este trabalho investiga métodos de segmentação de tecidos cerebrais que usam campos aleatórios de Markov e algoritmos genéticos. O algoritmo genético tem o objetivo de melhorar o processo de segmentação por meio da determinação de parâmetros iniciais. Os resultados obtidos neste processo são comparados com imagens segmentadas manualmente por especialistas. Além disso, o resultado da segmentação permite a classificação de estruturas e a determinação de novos parâmetros, os quais auxiliam no processo de criação de imagens tridimensionais do cérebro.

Resumo

Este trabalho apresenta um estudo sobre o paradigma de Algoritmos Genéticos aplicados a área de Predições de Séries Temporais. O resultado deste trabalho é apresentado na forma de comparação dos resultados obtidos entre o Modelo Clássico de Predição (UCM), Redes Neurais Artificiais (RNAs) e o modelo de Algoritmos Genéticos desenvolvido neste trabalho. Este estudo foi realizado trabalhando-se basicamente com o Índice Mensal de Produção Industrial do Estado do Rio Grande do Sul fornecido pelo IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística). Os resultados obtidos mostram que os Algoritmos Genéticos podem atingir níveis satisfatórios de precisão em relação aos valores preditos quando comparados com os valores reais. A validação é feita com predições de um passo à frente e de sete passos à frente. Estas predições são em relação aos sete meses iniciais do ano de 1993. / This work presents a study of Genetic Algorithms paradigm applied to Forecasting Time Series. The results are compared with the obtained with the Classic Model of Prediction (UCM), Artificial Neural Networks (RNAs). This study was accomplished using with the Monthly Index of Industrial Production of the State of Rio Grande do Sul, supplied by the IBGE(Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística). The results show that the Genetic Algorithms can accomplish a satisfactory precision when compared with the real values. The validation is made with predictions, one and seven steps ahead. These predictions are equivalent to the seven initial months of 1993.

Nos modernos sistemas produtivos exige-se crescente aumento na eficiência global, o que implica em otimização nas etapas de processo. Neste contexto, o arranjo de um layout industrial é um conceito fundamental para a eficácia de um sistema, que deve ser considerada na sua concepção. Em um ambiente industrial podem-se conceber diversos tipos de layout, de acordo com a diversidade de itens e do modo de produção adotado, da demanda de mercado. O presente trabalho aborda o projeto de layout do tipo celular, uma modalidade de arranjo utilizado na engenharia industrial que permite atender diversidade de produção compatível com certa flexibilidade operacional. Dentre as diversas técnicas e abordagens aplicadas para a formação de células de manufatura, adota-se especificamente uma aplicação de Algoritmo Genético, implementada através de uma interface em Matlab, onde são abordados tópicos como: a geração da população inicial, a codificação do cromossomo,a função objetivo, as restrições do problema, os operadores de cruzamento e mutação e a confiabilidade do algoritmo proposto. Dos resultados obtidos, constata-se que os Algoritmos Genéticos são ferramentas confiáveis para a otimização de sistemas de fabricação, obtendo-se respostas que cumprem os requisitos básicos de projeto de uma célula, além de apresentar valores de convergência na geração de grupos de máquinas e famílias de peças. / In modern production systems it requires increasing the overall efficiency, which results in the optimization process steps. In this context, the arrangement of an industrial layout is a fundamental concept to the effectiveness of a system that must be considered in its design. An industrial environment can be designed with layouts of several types, according to the diversity of items, adopted production mode and market demand. This paper discusses the design layout of the cellular type, an arrangement used in industrial engineering that allows diversity to meet production compatible with operational flexibility. Among the various techniques and approaches applied to the formation of manufacturing cells, specifically here it is adopted an application of genetic algorithm, implemented using an interface in Matlab, where several topics are covered, namely: the generation of the initial population, the chromosome coding, operators of Crossover, mutation and reliability of the proposed algorithm. The obtained results show that the Genetic Algorithms are reliable tools for the optimization of manufacturing systems, obtaining responses that meet the basic requirements of a cell design, and presenting convergence values in the generation of machine groups and family of parts.