Tesis (Maestro en Ciencias, Especialidad en Sistemas Inteligentes) -- Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey. / Título tomado de la pantalla de presentación [como fue visto el 29 de agosto de 2006] Incluye referencias bibliográficas. También disponible en formato impreso.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-24Bitstream added on 2014-06-13T19:37:19Z : No. of bitstreams: 1 elisei_jl_me_guara.pdf: 537523 bytes, checksum: 734f8ee50705919f4566cda9329f25fa (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho é fruto da observação de um problema real encontrado em uma indústria de autopeças, que produz peças estampadas em aço para caminhões, automóveis e tratores, utilizando prensas de alta capacidade. As prensas utilizadas necessitam de um ferramental, que precisa ser montado na prensa antes de começar a produção. Devido a esse fato, o setup de uma prensa pode variar de acordo com a sequência de produção que for realizada. Além disso, como o ferramental é único, quando uma peça está sendo produzida em uma prensa, outra peça que utilize o mesmo ferramental não poderá ser produzida em qualquer outra prensa. Neste trabalho procurou-se resolver o problema de programação da produção para esta indústria, que caracteriza-se como um problema de sequenciamento com máquinas paralelas e com tempo de setup dependente da sequência de produção. Para resolver tal problema, foram formulados alguns modelos matemáticos para obtenção de soluções exatas. No entanto, como trata-se de um problema de Otimização Combinatória NPdifícil, foi desenvolvido também um método heurístico híbrido utilizando as técnicas VND (Variable Neighborhood Descent) e ILS (Iterated Local Search) para a obtenção de soluções para grandes exemplares do problema em um tempo computacional razoável / The present work is based on a real world problem found in the auto parts industry, which produces steel stamped parts for trucks, cars and tractors, using highcapacity presses. The presses used need a tooling that has to be mounted on the press before production begins. Because of this, the setup of a press can vary according to the sequence of production that is performed. Moreover, as the tooling is unique for each type of auto part, when an auto part is being produced on a press, another auto part of the same type can not be produced in any other press. In this work one tried to solve the problem of production scheduling for a specific plant, which is characterized as a scheduling problem with parallel machines and sequence-dependent setup times. To solve this problem, some mathematical models were formulated to obtain exact solutions. However, as the problem is a NP-hard Combinatorial Optimization problem, a hybrid heuristic method was also developed, using the techniques VND (Variable Neighborhood Descent) and ILS (Iterated Local Search) to obtain approximate solutions for large problem instances in a reasonable execution time

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T17:16:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:26:47Z : No. of bitstreams: 1 138808.pdf: 2927189 bytes, checksum: 9cf1f9ccd1f27cd7bb89b20051cf1039 (MD5)

Orientador: Michelle Ferreira Zanchetta Morgado / Banca: Évelin Meneguesso Barbaresco / Banca: Renato José de Moura / Resumo: Este trabalho apresenta uma sequência de atividades voltadas ao ensino de Análise Combinatória utilizando a Geometria do Táxi, que é uma geometria capaz de modelar as trajetórias, dos cidadãos e dos veículos que se deslocam entre quarteirões, ao longo dos eixos de ruas e avenidas. Estas atividades foram aplicadas a um grupo de alunos do Ensino Médio, tendo como recurso didático um jogo e usando como metodologia a Resolução de Problemas. A intenção foi proporcionar aulas que fujam daquela velha rotina de uma metodologia tradicional onde somente são envolvidos os recursos como giz, quadro ou livro didático, buscando atrair mais a atenção dos alunos e conectar o ensino de Matemática ao cotidiano deles / Abstract: This work presented a sequence of activities which aim at teaching of Combinatorial Analysis using the Taxicab Geometry, a geometry that is able of modeling the trajectories, of citizens and vehicles moving on blocks, along the axis of streets and avenues. These activities have been applied to a group of High School students, having as a teaching resource a game and using the Problem Solving methodology. The intention was to purpose lessons to flee that old routine of a traditional methodology where the resources are only involved as chalk, blackboard or textbook, trying to attract more students' attention and connect teaching of Mathematics to them life / Mestre

Orientador: Edson Luiz França Senne / Banca: Marcos Antonio Pereira / Banca: Antonio Augusto Chaves / Resumo: O presente trabalho é fruto da observação de um problema real encontrado em uma indústria de autopeças, que produz peças estampadas em aço para caminhões, automóveis e tratores, utilizando prensas de alta capacidade. As prensas utilizadas necessitam de um ferramental, que precisa ser montado na prensa antes de começar a produção. Devido a esse fato, o setup de uma prensa pode variar de acordo com a sequência de produção que for realizada. Além disso, como o ferramental é único, quando uma peça está sendo produzida em uma prensa, outra peça que utilize o mesmo ferramental não poderá ser produzida em qualquer outra prensa. Neste trabalho procurou-se resolver o problema de programação da produção para esta indústria, que caracteriza-se como um problema de sequenciamento com máquinas paralelas e com tempo de setup dependente da sequência de produção. Para resolver tal problema, foram formulados alguns modelos matemáticos para obtenção de soluções exatas. No entanto, como trata-se de um problema de Otimização Combinatória NPdifícil, foi desenvolvido também um método heurístico híbrido utilizando as técnicas VND (Variable Neighborhood Descent) e ILS (Iterated Local Search) para a obtenção de soluções para grandes exemplares do problema em um tempo computacional razoável / Abstract: The present work is based on a real world problem found in the auto parts industry, which produces steel stamped parts for trucks, cars and tractors, using highcapacity presses. The presses used need a tooling that has to be mounted on the press before production begins. Because of this, the setup of a press can vary according to the sequence of production that is performed. Moreover, as the tooling is unique for each type of auto part, when an auto part is being produced on a press, another auto part of the same type can not be produced in any other press. In this work one tried to solve the problem of production scheduling for a specific plant, which is characterized as a scheduling problem with parallel machines and sequence-dependent setup times. To solve this problem, some mathematical models were formulated to obtain exact solutions. However, as the problem is a NP-hard Combinatorial Optimization problem, a hybrid heuristic method was also developed, using the techniques VND (Variable Neighborhood Descent) and ILS (Iterated Local Search) to obtain approximate solutions for large problem instances in a reasonable execution time / Mestre

Resumo: A produção de grades horárias em instituições de ensino é uma tarefa complexa e de difícil solução, pois, neste contexto, existem muitas restrições necessárias à validade e aplicabilidade das respostas produzidas. Na literatura, a produção de grades horárias e, na verdade, uma das variações de timetabling, o qual, em essência, é um problema de escalonamento de eventos em um periodo finito de tempo, sujeito a restrições, como por exemplo, tempo, recursos humanos disponíveis (professores), recursos físicos existentes (salas de aula) e atividades a serem desenvolvidas (exames, aulas, entre outros). Para solucionar esse problema e automatizar o processo, abordagens de Inteligência Artificial têm sido aplicadas com sucesso, mais especificamente, os métodos da Computação Evolutiva. A computação evolutiva define uma classe de algoritmos que modelam computacionalmente os conceitos da teoria da Evolução de Charles Darwin. Esses algoritmos aplicam operadores genéticos sobre populações de indivíduos, visando à produção de indivíduos mais aptos que os antigos. Como resultado, obtêm-se indivíduos ou soluções candidatas com um alto grau de aptidão para solucionar um problema específico. O objetivo principal deste trabalho é estudar e implementar uma solução para o problema de Geração de Grades Horárias, com base na Computação Evolutiva. O método evolutivo escolhido é denominado Algoritmo Coevolutivo Cooperativo. Esse método subdivide um problema complexo em problemas menores, sendo que cada um deles é representado por uma população pertencente ao dominio do problema. Cada uma dessas populações possui características individuais e, no processo, todas evoluem paralelamente, de maneira cooperativa, por meio de sucessivas aplicações de operadores genéticos. Ao final do processo, os representantes de cada uma das populações formam, em conjunto, uma solução completa. Para verificar a validade do método para a resolução do problema em estudo, implementou-se um algoritmo cooperativo. Os resultados dos experimentos mostraram que algoritmos cooperativos são ferramentas poderosas, capazes de resolver problemas complexos de otimização numérica sujeitos a restrições.

Resumo: O Problema do Roteamento de Veículos Capacitados com Restrições Tridimensionais de Carregamento (3L – CVRP) é um recente avanço da pesquisa operacional para a resolução de problemas logísticos de alta complexidade. O interesse prático reside no transporte e distribuição de mercadorias de baixa densidade, cujo carregamento dos itens deve atender a restrições espaciais, como, eletrodomésticos, componentes mecânicos, móveis, entre outros. O 3L – CVRP também apresenta um grande desafio teórico na medida em que generaliza dois dos mais conhecidos problemas de otimização combinatória: O Problema do Roteamento de Veículos Capacitados e o Problema do Bin Packing Tridimensional. A solução do 3L – CVRP requer a determinação de rotas de menor custo para uma frota de veículos de mesma capacidade, de forma que se atenda a demanda de clientes dispersos em uma região. Tal demanda consiste em caixas retangulares que precisam ser carregadas atendendo a restrições operacionais. A resolução integrada implica na evocação iterativa de um método que resolve o problema do carregamento na medida em que o problema do roteamento vai sendo resolvido. Este trabalho apresenta uma nova abordagem para a resolução do 3L – CVRP. O método proposto resolve de forma heurística o problema do roteamento em dois estágios: o primeiro deles consiste em agrupar os clientes conforme sua demanda volumétrica enquanto que o segundo estágio constrói uma rota inicial refinando-a sequencialmente. O problema do carregamento é resolvido por um software comercial com licença trial. Foi desenvolvida uma nova estratégia para a integração entre os dois problemas baseada em limites de ocupação volumétrica do veículo. Os testes computacionais foram realizados em três etapas: Primeiramente avaliou-se o desempenho da heurística para o problema do roteamento de veículos capacitados. Testes foram realizados com instâncias clássicas da literatura e comparados com outras abordagens existentes (exatas e heurísticas), produzindo resultados satisfatórios tanto em termos de eficácia, quanto de eficiência. O segundo estágio de estes avaliou o software de carregamento para instâncias referentes ao problema de carregamento de contêineres e o problema do Bin Packing tridimensional. A comparação com outras abordagens existentes aponta um desempenho satisfatório do software. O terceiro e último estágio foi feito sobre instâncias do 3L – CVRP e comparadas com outros trabalhos existentes, produzindo resultados superiores em termos de eficácia para algumas instâncias, dependendo das configurações de restrição de carregamento, com melhorias em termos de eficiência para a grande maioria das instâncias testadas.

Magíster en Minería / Ingeniero Civil de Minas / El presente trabajo corresponde al desarrollo de una herramienta que permite simular valores de una variable regionalizada considerando que tales valores tienen una variación sistemática en el espacio. En este contexto, se desarrolla una nueva herramienta de simulación consistente en un algoritmo de simulación Gaussiana secuencial con rechazo considerando una deriva de referencia como input, bajo la hipótesis que esta herramienta permite respetar tal deriva, obteniendo resultados representativos de la base de datos en cuanto a sus estadísticos de orden 1 (histograma) y orden 2 (variograma). La metodología del algoritmo comienza definiendo la secuencia de visitas de nodos a simular de manera aleatoria. Se acepta o rechaza el nodo simulado en base a la deriva de referencia considerando un rechazo determinístico o probabilístico y una tolerancia dinámica. Para cada nodo se considera una vecindad de búsqueda de datos condicionantes para la simulación y una vecindad de búsqueda de datos para el cálculo de una media local simulada. El algoritmo permite ajustar el número aceptable de rechazos, el tamaño de la vecindad de búsqueda de la media local, la tolerancia y el tipo de rechazo. Se presentan dos casos de estudio. El primero consiste en un ejemplo sintético de una coordenada con deriva lineal. En este primer caso se tiene que, a mayor tolerancia o mayor vecindad de búsqueda de la media local, los valores simulados se distribuyen con mayor dispersión en torno a la deriva de referencia. El segundo estudio de caso consiste en una zona de interés del yacimiento Compañía Minera Cerro Colorado donde se realiza el proceso de simulación en seis unidades de estimación considerando diecisiete sensibilizaciones de los parámetros del algoritmo más una simulación basada en Kriging Simple (SK) y otra basada en Kriging de residuos (BT). En el caso de presencia de deriva se obtiene en general mejores resultados con el algoritmo propuesto que con el SK o BT cuando la deriva se ve reflejada de manera clara en el variograma como en la unidad de estimación cuatro. Las estadísticas de validación en términos de desempeño de las simulaciones como estimación (coeficiente de determinación R2, pendiente de la regresión de datos reales versus simulados y error medio) y en términos de cuantificación de la incertidumbre de los datos originales (accuracy plot) mejoran en relación al SK y BT. De esta manera, la herramienta desarrollada ofrece una alternativa flexible que mejora los estadísticos de validación en comparación al enfoque tradicional frente a un escenario de simulación con presencia de deriva clara en el variograma.

El problema de corte y empaquetado en dos dimensiones, es un problema NP- difícil perteneciente a la familia de problemas de la optimización combinatoria. El problema combinatorio estriba en la gran cantidad de patrones de corte que puede construirse a partir de un número determinado de requerimientos y un conjunto de objetos los cuales deben ser cortados para satisfacer estos. Este problema es muy importante debido a la gran cantidad de aplicaciones que tiene en la industria. En este trabajo presentamos un estudio de los diferentes métodos que resuelven el problema, clasificándolos por métodos exactos, heurísticas y meta heurísticas. También presentamos conceptos, modelos del problema y las relaciones con otros problemas combinatorios. / -- Two dimensional cutting and packing problems is NP-hard, it belong to the family of problems of the optimization combinatory. This problem is based in the great amount of cut patterns that can be constructed from a determined number of requirements and a set of objects which must be cut to satisfy these. This problem is very important because it presents enormous applicability in the industry. In this work we presented a study of the different methods that solve the problem, classifying them by exact methods, heuristic and meta heuristic. Also we presented concepts, models and the relations with other combinatory problems.

Se tiene un grupo de requerimientos de piezas con una cantidad ilimitada de barras de algún tipo de material de tamaño estándar y éste posee mayor dimensión que el grupo de requerimientos. El problema de cortes 1D describe la utilización de las barras de tamaño estándar realizando cortes sobre ellas, de manera que se satisfaga todos los requerimientos con el menor número de barras de tamaño estándar. El problema es catalogado como NP-Difícil [Garey+79], y es ampliamente aplicado en diversos sectores de la industria tales como la maderera, vidrio, papelera, siderúrgica, etc. La presente tesis propone dos algoritmos GRASP Reactivo para el problema de cortes 1D, basado en los algoritmos GRASP BFD y GRASP FFD propuestos por [Mauricio+02], además, desarrolla un sistema de optimización basado en los algoritmos propuesto. Se realizan experimentos numéricos del algoritmo propuesto sobre 100 instancias de pruebas, de donde se obtiene una eficiencia promedio de 97.04% y una eficiencia ponderada de 97,19% para el GRASP Reactivo BFD con proceso de mejoría, además se observa que el GRASP BFD con proceso de mejoría converge más rápido al encontrar una solución, donde realiza en promedio 1237 iteraciones. Los resultados numéricos muestran una mejora del GRASP Reactivo con respecto al GRASP básico implementado por Ganoza y Solano [Ganoza+02] que obtuvo una eficiencia promedio de 96.73%. Estas mejorías se pueden explicar porque el parámetro de relajación y se ajusta de manera automática y es guiada en la búsqueda de una mejor solución. / It has a set of requirements of parts with an unlimited number of bars of some kind of standard size and material and this has increased the group size requirements. The cutting stock problem 1D describes the use of standard-size bars of making cuts on them, so that it meets all requirements with the least number of standard size bars. The problem is listed as NP-Hard [Garey+79], and is widely used in various industry sectors such as wood, glass, paper, steel, and so on. This thesis proposes two algorithms Reactive GRASP to the cutting stock problem 1D, based on the algorithms GRASP BFD and GRASP FFD proposed by [Mauricio+02], also, developed an optimization system based on the proposed algorithms. Numerical experiments are conducted of the proposed algorithm on 100 instances of testing, where you get an average efficiency of 97.04% and a weighted efficiency of 97,04%, also be seen that the GRASP BFD with improvement converges faster to find a solution average of 1237 iterations. The numerical results show an improvement of reactive GRASP with respect to the basic GRASP implemented by Ganoza and Solano [Ganoza+02], who obtained an average efficiency of 96,73%. These improvements can be explained as the relaxation parameter and is set automatically and is guided in the search for a better solution.