Esta dissertação aborda o escalonamento de processos em sistemas de clusters de computadores, tanto em plataformas homogêneas quanto heterogêneas. As heterogeneidades abordadas incluem a potência computacional dos processadores, quantidade de memória principal do sistema e o tempo médio de acesso ao disco. Neste trabalho são propostas quatro novas políticas destinadas a realizar o compartilhamento de carga nesses ambientes, considerando cargas de trabalho com aplicações variando entre CPU-bound e memoryintensive. Dentre as quatro políticas, uma utiliza apenas índices de CPU, enquanto as demais utilizam também índices de memória. Os resultados foram obtidos através de simulações baseadas em trace e mostram reduções significativas das perdas de desempenho observadas nos resultados obtidos com as políticas de escalonamento propostas. Como referências foram utilizadas políticas de escalonamento tradicionais encontradas na literatura / This dissertation approaches the process scheduling on clusters of computers, on both homogeneous and heterogeneous platforms. The heterogeneities considered include processor computational power, system main memory quantity and the average disk access time. In this work are proposed four novel policies aimed at realizing the work load sharing on these environments, considering workloads with applications varying between CPU-bound and memory-intensive. Among the four policies, one of them uses only CPU indices, while the others also use memory indices. The results were obtained by means of trace-based simulations and show a significant reduction on the performance losses observed on the results obtained with the proposed scheduling policies. As references were used traditional scheduling policies found in the literature

Esta tese aborda o problema de obtenção de um índice de carga ou de desempenho adequado para utilização no escalonamento de processos em sistemas computacionais heterogêneos paralelos/distribuídos. Uma ampla revisão bibliográfica com a correspondente análise crítica é apresentada. Essa revisão é a base para a comparação das métricas existentes para a avaliação do grau de heterogeneidade/homogeneidade dos sistemas computacionais. Uma nova métrica é proposta neste trabalho, removendo as restrições identificadas no estudo comparativo realizado. Resultados de aplicações dessa nova métrica são apresentados e discutidos. Esta tese propõe também o conceito de heterogeneidade/homogeneidade temporal que pode ser utilizado para futuros aprimoramentos de políticas de escalonamento empregadas em plataformas computacionais heterogêneas paralelas/distribuídas. Um novo índice de desempenho (Vector for Index of Performance - VIP), generalizando o conceito de índice de carga, é proposto com base em uma métrica Euclidiana. Esse novo índice é aplicado na implementação de uma política de escalonamento e amplamente testado através de modelagem e simulação. Os resultados obtidos são apresentados e analisados estatisticamente. É demonstrado que o novo índice leva a bons resultados de modo geral e é apresentado um mapeamento mostrando as vantagens e desvantagens de sua adoção quando comparado às métricas tradicionais. / This thesis approaches the problem of evaluating an adequate load index or a performance index, for using in process scheduling in heterogeneous parallel/distributed computing systems. A wide literature review with the corresponding critical analysis is presented. This review is the base for the comparison of the existing metrics for the evaluation of the computing systems homogeneity/heterogeneity degree. A new metric is proposed in this work, removing the restrictions identified during the comparative study realized. Results from the application of the new metric are presented and discussed. This thesis also proposes the concept of temporal heterogeneity/homogeneity that can be used for future improvements in scheduling polices for parallel/distributed heterogeneous computing platforms. A new performance index (Vector for Index of Performance - VIP), generalizing the concept of load index, is proposed based on an Euclidean metric. This new index is applied to the implementation of a scheduling police and widely tested through modeling and simulation. The results obtained are presented and statistically analyzed. It is shown that the new index reaches good results in general and it is also presented a mapping showing the advantages and disadvantages of its adoption when compared with the traditional metrics.

A fruição estética envolve um processo ativo de percepção visual e interpretação de informação capaz de evocar sensações, emoções, e sentimentos. A estética experimental busca entender como artistas utilizam elementos visuais em suas obras e como esses elementos são processados à nível consciente no indivíduo. Diversos experimentos psicológicos e pesquisas recentes em neuroestética permitiram acesso quantitativo sobre julgamento estético. O presente trabalho realizou dois experimentos psicofísicos que permitiram medir julgamento emocional em obras de arte abstrata. Experimento 1. Objetivo: realizar uma tarefa de ordenamento de obras de arte para adjetivos de emoção. 55 participantes (55% sexo feminino, idade média: 31; SD: 11). Foram calculadas as correlações entre as emoções, podendo compará-las com o modelo circular afetivo, e os resultados se mostraram satisfatórios. Experimento 2. Objetivo: desenvolver uma escala psicofísica utilizando o caso V da lei do julgamento comparativo a fim de estabelecer as distâncias subjetivas dos julgamentos emocionais para obras de arte abstrata. 39 participantes (52% sexo feminino, idade média: 28; SD: 10). A formulação psicofísica feita idealmente para julgamento discriminatório de estímulos físicos simples pôde ser aplicada em julgamento discriminatório subjetivo e de bastante complexidade. O uso do escalonamento psicofísico permitiu um eficiente acesso quantitativo das distâncias dos julgamentos das emoções em cada obra de arte. 10 Espera-se que o trabalho proposto permita, através de uma reconciliação interdisciplinar entre neurociência e psicologia, novas abordagens e métodos livres de vieses subjetivos para o estudo de julgamento estético / Aesthetic appreciation involves a process of visual perception and interpretation capable of evoking sensations, emotions and feelings. Experimental aesthetics seeks to understand how artists use elements in their works and how these elements are processed in the individual in a conscientious level. Several psychological experiments and recent researches in neuroesthetics allowed quantitative access on aesthetic judgment. The present work carried out two psychophysical experiments that allow measuring emotional judgment in works of abstract art. Experiment 1. Objective: to carry out a task of ordering works of art for adjectives of emotion. 55 participants (55% female, mean age: 31; SD: 11). They were calculated as correlations between emotions, being able to compare them with the affective circular model, and the results were satisfactory. Experiment 2. Objective: to develop a psychophysical scale using case V the law of comparative judgment in order to establish as subjective distances from emotional judgments to abstract works of art. 39 participants (52% female, mean age: 28; SD: 10). A psychophysical formulation ideally made for discriminatory judgment of simple physical stimuli was applied in subjective and complex discriminatory judgment. The use of psychophysical scaling allowed an efficient access to the distances of the judgments of the emotions in each work of art. It is expected that the proposed work will allow, through an interdisciplinary reconciliation between neuroscience and psychology, new approaches and methods free of bias for the study of aesthetic judgment.

[pt] Nos últimos anos, diversas fórmulas de diferença de cores foram desenvolvidas para o espaço CIELAB, tais como CMC, CIE94 e CIEDE2000. Embora essas fórmulas obtenham maior precisão na medida perceptual entre cores, muitas aplicações não podem usufruir desta maior precisão, pois as distâncias euclidianas no CIELAB não são isométricas de acordo com essas novas fórmulas. Com isso, aplicações como gamut mapping e interpolação de cores precisam de um espaço de cores que seja isométrico em relação as fórmulas mais recentes de medição de diferenças de cores. Esse trabalho estuda o mapeamento do espaço CIELAB, em particular do plano ab deste espaço, sob a métrica da fórmula CIEDE2000, por meio de técnicas de escalonamento multidimensional, ou Multidimensional Scaling (MDS), tais como o ISOMAP e uma otimizaçãobaseada em Sammon Mapping. / [en] In recent years, various color difference formulas were developed for the CIELAB space, such as CMC, CIE94 and CIEDE2000. Although these formulas have achieved greater accuracy in perceptual measurement between colors, many applications cannot take advantage of this greater precision, because the Euclidean distances in CIELAB are not isometric in accordance with these new formulas. Thus, applications such as gamut mapping and color interpolation need a color space that is isometric in relation to the latest color difference formulas. This paper studies the mapping of the CIELAB space, particularly the ab plane of this space according to the metrics of the CIEDE2000 formula, through multidimensional scaling (MDS) techniques, more specifically ISOMAP and an optimization based on Sammon Mapping.

O Problema de Escalonamento de Médicos (Physician Scheduling Problem) consiste em atribuir tarefas a médicos num horizonte de planejamento respeitando regras laborais, contratuais e de preferências pessoais de modo a satisfazer a demanda de serviços de um hospital. O problema lida majoritariamente com o objetivo de maximizar o atendimento dos requisitos de preferência pessoal, respeitando as restrições laborais e organizacionais. Sobre esta classe de problemas, vários métodos de resolução e suas variantes têm sido propostos na literatura. Ademais, mais características têm sido agregadas ao problema, tornando-o mais complexo e deste modo fazendo-se mais necessária a aplicação de métodos mais elaborados para a sua resolução. Neste trabalho são estudados, reformulados e propostos métodos de resolução baseados em programação matemática para tratar o problema de escalonamento acíclico de médicos em departamento de emergência de hospitais. O primeiro modelo tem como objetivo a minimização da soma ponderada dos desvios das restrições de distribuição. O segundo modelo tem como objetivo, a minimização do máximo dos desvios obtidos nas restrições de distribuição, a fim de se obter escalas mais equilibradas entre os médicos. Foram também propostas heurísticas baseadas na formulação matemática cujos resultados não foram competitivos com as dos modelos. Os modelos foram testados sobre um conjunto de instâncias fictícias resultantes de uma mescla entre instâncias benchmark e características do problema. Os resultados computacionais demonstram que formulação ponderada obteve solução ótima para grande parte das instâncias, embora os limitantes inferiores tenham sido majoritariamente fracos. Em relação ao segundo modelo, soluções ótimas não foram obtidas e os limitantes inferiores foram igualmente fracos. Relativamente a qualidade das escalas, o segundo modelo teve melhor comportamento comparando ao modelo de somas ponderadas. Dada a qualidade das soluções, nota-se a viabilidade da solução baseada em técnicas de otimização em detrimento da manual, pois esta ainda é mais suscetível de erros e acarreta um alto tempo para obtenção de solução. / The Physician Scheduling Problem consists in task assignment to physicians in a planning horizon considering a set of organizational rules, work regulations and individual preferences in order to satisfy an hospital wards work demand. The aim is to find a schedule which maximizes the satisfaction of individual preferences requirements while meeting work regulations and organizational rules. A plethora of solution methods and its variants have been proposed in the literature to solve this class of problem. Moreover, more features have been aggregated to the problem turning it into a more complex and thus estimulating the application of more elaborated methods to its decision. In this work we study, reshape and propose decision methods based in mathematical programming to handle non-ciclic physician scheduling problem in emergency wards. The first formulation targets the minimization of the weighted sum of distribution constraints deviations. The second formulation targets the minimization of the maximum deviations obtained at the distribution constraints aiming more balanced schedules between the physicians. Mathematical formulation heuristics were also proposed and the findings were not satisfactory as they were not competitive with the model. Experiments with our models were performed over a set of dummy instances, as result a of a mixture of benchmark instances and the considered problems features. From our experiments we have found that optimal solutions were obtained through the weighted sum model, despite the poor lower bounds. On the other hand, for the second model, no optimal solution was found and poor lower bounds were similarly obtained. Regarding to the schedules quality, the min-max model had a better performance comparing to the weighted sum model. Given the solutions quality we can assume that optimization based techniques are sustainable comparing to manual, because the latter is prone to errors and omissions and also critical in terms of solutions achievement time.

Esta tese de Doutorado tem como objetivo apresentar uma arquitetura para metaescalonamento verde com provisão de qualidade de serviço em uma nuvem privada denominada GreenMACC. Essa nova arquitetura oferece a automatização na escolha de políticas em quatro estágios de escalonamento de uma nuvem privada, permitindo cumprir a negociação que foi estabelecida com o usuário. Devido a essa função, é possível garantir que o GreenMACC se comporte seguindo os princípios da computação verde sem deixar de se preocupar com a qualidade do serviço. Nesta tese o GreenMACC é apresentado, detalhado, discutido, validado e avaliado. Com os resultados apresentados pode-se concluir que a arquitetura proposta mostrou-se consistente, permitindo a execução dos serviços requisitados com diversas políticas de escalonamento em todos os seus estágios. Além disso, demonstrou flexibilidade em receber novas políticas, com focos verde e de qualidade de serviço, e eficiência na escolha das políticas de escalonamento de acordo com a negociação feita com o usuário. / This PhD thesis aims to present an architecture for green metascheduling with provision of quality of service in a private cloud called GreenMACC. This new architecture offers the possibility of choosing automatically the four stage scheduling policies of a private cloud, allowing to reach the users negotiation. As a result of this function, it is possible to ensure that GreenMACCs behavior follows the green computing principles and also is worried about the quality of the service. In this thesis Green- MACC is presented, particularized, discussed, validated and evaluated. The results show that the proposed architecture is consistent, allowing the execution of the requested services considering various scheduling policies in the stages. Moreover, GreenMACC proves to be flexible as allows new policies, focusing on green and quality of service, and to be efficient as chooses the scheduling policies following the users negotiation.

[pt] A demanda progressiva por aplicações multimídia distribuídas, caracterizadas por fortes exigências sobre os recursos computacionais, torna evidente a necessidade de provisão de qualidade de serviço (QoS) em cada um dos subsistemas envolvidos, como redes de comunicação e sistemas operacionais. Ao mesmo tempo, tais subsistemas devem ser flexíveis para que possam oferecer novos serviços a aplicações futuras, ou seja, devem ser adaptáveis em tempo de execução. Especificamente, sistemas operacionais de uso geral provêm pouco ou nenhum suporte a QoS e à adaptabilidade dos serviços, impulsionando vários estudos isolados nessas áreas. Observando-se algumas tecnologias implementadas em sistemas operacionais específicos, nota-se que os mecanismos de provisão possuem certas semelhanças funcionais. Assim, este trabalho propõe uma arquitetura adaptável para a provisão de QoS nos subsistemas de rede e de escalonamento de processos de sistemas operacionais, independente de implementação, através da descrição de frameworks genéricos. É demonstrado, também, como os pontos de flexibilização desses frameworks podem ser especializados para a implementação de alguns modelos de QoS. Por último, é proposto um cenário de uso da arquitetura, no qual um sistema operacional de uso geral ligeiramente modificado é utilizado como infra- estrutura para a instanciação dos frameworks de QoS. / [en] The progressive demand for distributed multimedia applications, which are characterized by strong requirements over computational resources, makes evident the need for quality of service (QoS) provisioning in each one of the involved subsystems (e.g. communication networks and operating systems). At the same time, these subsystems must be flexible enough that they can offer new services to future applications, or in other words, they must be adaptable at runtime. Specifically, general-purpose operating systems provide few or no QoS/service adaptability support, what have motivated many isolated studies about these topics. Observing some implemented technologies on specific operating systems,it is noted that the provisioning mechanisms have certain functional similarities.In this way, this work proposes an adaptable architecture for QoS provisioning on networking and process scheduling subsystems of operating systems, through the description of generic frameworks. It is demonstrated how the framework hot-spots can be specialized in order to implement some QoS models. Finally, it is proposed a scenario of use of the architecture, where a bit modified generalpurpose operating system is used as infrastructure for an instantiation of the QoS frameworks.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2019-02-01T09:56:12Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thaís Forest Giacomello - 2019.pdf: 3222145 bytes, checksum: 30b7cb27105455314142954d1f75610f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2019-02-01T10:05:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thaís Forest Giacomello - 2019.pdf: 3222145 bytes, checksum: 30b7cb27105455314142954d1f75610f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2019-02-01T10:05:20Z (GMT). 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Thus, it is extremely important to develop protocols that can assist in determining the correct structures of these molecules. In this work aimed to develop a parameterized protocol for NMR 13C chemical shift calculations with the purpose of assisting in the correct determination of polyphenol type molecules. Thus, a group of polyphenols, specifically a subclass of these, chalcones, having varied substituents and experimental structural elucidation were selected in the literature. This base of chalcones was submitted to randomized conformational searches using Monte Carlo method and MMFF force field. In addition, the configurators with energy of up to 3 kcal/mol of each chalcone were calculations optimization of geometry and frequency. The chemical shift of 13C was calculated after assuming Boltzmann statics. All of these calculations were performed using the mPW1PW91 / 6-31G (d) level. After that, the scaled chemical shifts (δesc) was defined. This was obtained using the expression δ𝑒𝑠𝑐 = 𝑎 𝑥 δ𝑐𝑎𝑙𝑐 + 𝑏, where a and b are the coefficients of linear regressions obtained between calculated (δcalc) versus experimental chemical shift. In order to validate the protocol, the scaling factor were used to obtain δesc values for chalcones different from those used in the base. The result shows that the level of theory applied reproduced excellently the experimental data. Calculations performed with a scaling factor lead to a better result than when there is no use of this factor. In addition, the applicability of the scaling factor allows the cancellation of systematic errors, which make δesc are closer to the experimental ones. Thus, the parameterized protocol was shown to be an important tool for the structural elucidation of polyphenols through theorotical calculations of ¹³C NMR chemical shifts. / Chalcona é uma classe de produtos naturais que tem muito interesse, principalmente farmacêutico, devido as suas ações biológicas. São moléculas não rígidas e complexas fazendo com que suas caracterizações estruturais se tornem tarefa difícil em técnicas experimentais. As técnicas espectroscópicas, nos últimos anos, tiveram um desenvolvimento muito rápido auxiliando bastante a elucidação de produtos naturais. No entanto, vários casos de revisão de estruturas de produtos naturais foram encontrados na literatura devido a ter elucidações errôneas em técnicas analíticas de rotinas experimentais. Com isso, é de extrema importância desenvolver protocolos que podem auxiliar na determinação de estruturas corretas dessas moléculas. Este trabalho buscou desenvolver um protocolo parametrizado para cálculo de deslocamento químico de RMN 13C com o intuíto de auxilar a determinação correta de moléculas tipo polifenóis. Assim, selecionou-se um grupo de polifenóis, especificamente uma subclasse desses, as chalconas, que possuissem substituintes variados e elucidação estrutural experimental na literatura. Essa base de chalconas foi submetida a buscas conformacionais estocásticas, onde usa-se o método Monte Carlo e campo de forças merck. Então, os confôrmeros com energia de até 3 kcal/mol de cada chalcona foram selecionados e assim feito cálculos de otimização de geometria e frequência. O deslocamento químico de 13C foi calculado após, considerando a distribuição populacional de Boltzmann. Todos esses cálculos foram realizados utilizando o nível mPW1PW91/6-31G(d). Após, com esses dados foi definido o deslocamento químico escalonado (δesc). Esse, foi obtido utilizando a expressão 𝛿𝑒𝑠𝑐=𝑎 𝑥 𝛿𝑐𝑎𝑙𝑐+𝑏, onde a e b são os coeficientes de regressões lineares obtidas entre os deslocamentos químicos calculados (δcalc) e experimentais. Para validação do método, o fator de escalonamento foi utilizado para obter os valores de δesc em outras chalconas diferentes das utilizadas na base. O resultado mostra que o nível de teoria aplicado permite uma boa reprodução dos dados experimentais. Os cálculos realizados com fator de escalonamento levam a um melhor resultado do que quando não há o uso deste fator. Além disso a aplicabilidade do fator de escalonamento permite o cancelamento de erros sistemáticos, o que faz com que os valores de δesc sejam mais próximos aos experimentais. Assim, o protocolo parametrizado mostrou-se uma importante ferramenta para a elucidação estrutural de polifenois através de cálculos de deslocamentos químicos de RMN ¹³C.

Made available in DSpace on 2015-03-05T13:58:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1 / Universidade do Vale do Rio dos Sinos / Neste trabalho é abordado o Problema de Escalonamento em um job shop, considerando restrições de datas de entrega, turnos de produção e tempo de setup entre operações. Considera-se um ambiente de Sistema de Manufatura flexível, que dado ao alto nível de automação, permite a previsibilidade dos processos de carregamento dos recursos à área de processamento. O problema foi modelado através de uma Função Objetivo fn composta de três variáveis de decisão. A importância da contribuição de cada variável para o valor de fn é gerida pela atribuição de valores aos pesos associados às variáveis. Na abordagem proposta, são utilizadas técnicas de Tecnologia de Grupo e Busca Tabu. O modelo implementado é uma modificação da técnica i TSAB, proposta por Nowicki e Smutnicki, a qual apresenta bons resultados no tratamento do Problema de Escalonamento em um job shop PEJS clássico. A consideração das restrições adicionais ao PEJS aumenta a complexidade do modelo implementado, porém, deixa o problema mais próximo da realidade. / In this work the Job Shop Scheduling Problem is studied, considering due dates, production turns and tooling constraints. This problem is applied in a Flexible Manufacturing System, which possesses high degree of automation, allowing previsibility in the processes of loading and unloading jobs on the machines. The problem is modeled through a objective function fn composed by three weighted decision variables. The importance of each variable in the fn final value is managed through assignment of values to the weights of these variables. In the proposed approach, it was used Group Technology and Tabu Search techniques. The implemented model is a modification of the i TSAB technique, proposed by Nowicki and Smutniki. The consideration of adicional constraints in the Job Shop Scheduling Problem increases the complexity of the implementation, otherwise, makes the problem closer to the industrial reality. The model was validated using benchmark instances, in which the data from the addional constraints were added.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2017-06-16T12:13:46Z No. of bitstreams: 2 Leandro Mengue da Silva_.pdf: 1918963 bytes, checksum: 8d329d578b6f3672b670f65fd2f7ea08 (MD5) Leandro Mengue da Silva_.pdf: 1918963 bytes, checksum: 8d329d578b6f3672b670f65fd2f7ea08 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-16T12:13:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Leandro Mengue da Silva_.pdf: 1918963 bytes, checksum: 8d329d578b6f3672b670f65fd2f7ea08 (MD5) Leandro Mengue da Silva_.pdf: 1918963 bytes, checksum: 8d329d578b6f3672b670f65fd2f7ea08 (MD5) Previous issue date: 2017-03-23 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A contribuição de metaheurísticas, em especial a dos algoritmos evolutivos, na área de otimização combinatória é de extrema relevância, pois auxiliam na busca de soluções próximas ao ótimo para problemas complexos da vida real cuja resolução em tempo aceitável é inviável devido a sua complexidade computacional, oferecendo uma flexibilidade importante na modelagem do problema. Este trabalho se propõe a apresentar e implementar um modelo computacional a ser utilizado na otimização do escalonamento de ordens de produção utilizando um Algoritmo Memético (AM), que permite a busca tanto da melhor sequência das ordens de produção quanto dos lotes de tamanho variável em que a quantidade de cada operação pode ser subdividida. A possibilidade de utilização de máquinas alternativas, de recursos secundários, de intervalos de indisponibilidade e de lotes de transferência, é apresentada no modelo, o que lhe proporciona grande robustez e aplicabilidade em ambientes de manufatura flexível, permitindo uma modelagem do Flexible Job Shop Scheduling Problem (FJSSP) que reflete com maior fidedignidade a realidade do ambiente fabril, gerando como resultado um escalonamento otimizado e aderente às necessidades da fábrica. Várias instâncias do FJSSP são utilizadas nos testes e os resultados obtidos comprovam que o algoritmo proposto consegue otimizar o escalonamento das ordens de produção de cada instância de maneira eficiente. / The contribution of meta-heuristics, especially evolutionary algorithms, in combinatorial optimization area is extremely important, as they help in finding near optimal solutions to complex real-life problems whose resolution is infeasible in acceptable time due to its computational complexity, offering an important flexibility in the modeling of problem. This study propose to present and implement a computational model to be used in optimizing the production scheduling of manufacturing orders using a Memetic Algorithm that allows to search both the best sequence of jobs as of variable size batches that the quantity of each operation can be subdivided. The possibility of using alternative resources, operations with secondary resources, unavailability intervals and batch transfer lots are features presented in the model, which lends it great robustness and applicability to flexible manufacturing environments, allowing the modeling of Flexible Job Shop Scheduling Problem (FJSSP) that reflects with higher accuracy the real manufacturing environment, generating optimized scheduling results that are adhering to the plant needs. Multiple instances of FJSSP are used in the tests and the results show that the proposed algorithm succeeds in optimizing the scheduling of production orders for each instance so efficient.