Orientador: Maria Helena Andrade Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T12:48:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Quinalia_MarianaBeatriz_M.pdf: 3702329 bytes, checksum: 7ed3bbb46f028abad9a9d677dbda482d (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Processos de alto cisalhamento têm sido utilizados para redução e homogeneização da distribuição de tamanhos de lipossomas em sua produção escalonável. No entanto, a aplicação do cisalhamento pode modificar estruturalmente essas nanopartículas, influenciando a incorporação de fármacos hidrofóbicos. Neste estudo, a chalcona sintética 3-nitro-2-hidroxi- 4,6-dimetoxichalcona (CH8), fármaco altamente hidrofóbico indicado para tratamento de leishmaniose cutânea, foi incorporada em lipossomas convencionais produzidos por processos escalonáveis de alto cisalhamento. Os lipossomas foram compostos por fosfatidilcolina de ovo e produzidos por injeção de etanol. Foram utilizados agitador mecânico com impelidor Cowles, Ultra Turrax® e microfluidizador para reduzir e homogeneizar o tamanho das partículas. A influência da taxa de cisalhamento foi controlada pelo método de Bangham seguido por extrusão em membranas. Espectros de espalhamento de raios-X a baixo ângulo mostraram que o cisalhamento leva a uma redução na distância interlamelar dos lipossomas, quando comparados ao controle. A distância interlamelar não variou com a intensidade do cisalhamento na faixa de agitação obtida com o impelidor Cowles, mas diminuiu com o aumento do cisalhamento provocado pelo Ultra Turrax®. A constante elástica, relacionada com a rigidez da bicamada e dependente da estrutura dos lipossomas, aumentou proporcionalmente com a taxa de cisalhamento para os dois agitadores. O cisalhamento também diminuiu o diâmetro médio dos lipossomas e a distribuição de tamanhos. Inicialmente, CH8 foi incorporada em lipossomas pré-formados. Os resultados mostraram que a expulsão e precipitação do fármaco incorporado foram proporcionais à intensidade do cisalhamento aplicado. Essa limitação foi contornada pela incorporação de uma baixa concentração de CH8 durante a formação dos lipossomas. A taxa de cisalhamento produzida pelo impelidor Cowles favoreceu a elasticidade da bicamada lipossomal, proporcionando alta eficiência de incorporação e capacidade de carregamento da CH8. Assim, a elasticidade da bicamada é fator determinante para a capacidade de incorporação de fármacos hidrofóbicos em lipossomas. Estas descobertas constituem uma melhoria nos processos de alto cisalhamento utilizados para carreamento de CH8 e contribuem para o desenvolvimento de formas farmacêuticas mais eficazes para o tratamento de leishmaniose cutânea / Abstract: High shear processes have been used to reduce the size and homogenize the size distribution of liposomes in their scalable production. However, high shear rates modify the liposome structure which may affect the loading of hydrophobic drugs. In this study, synthetic chalcone 3-nitro-2-hydroxy-4,6-dimethoxychalcone (CH8), a highly hydrophobic drug indicated to treat cutaneous leishmaniasis, was incorporated in conventional liposomes produced by scalable high shear processes. Liposomes were composed by egg phosphatidylcholine and produced by ethanol injection. Cowles impeller, Ultra Turrax® stirrers and microchannel microfluidizer were used to reduce and homogenize the size of the liposomes. The shear rate was controlled by Bangham's method followed by membrane extrusion. Small angle X-ray scattering spectra showed that the shearing reduced the interlamellar distance of the liposomes compared to the control. The interlamellar distance did not change with the shearing intensity in the range of Cowles stirring, but it decreased for higher shearing provided by the Ultra Turrax®. The elastic constant, which is related to the stiffness and depends on the structure of the liposomes, increased with increasing shearing intensity for both stirrers. The shearing also reduced the mean diameter of the liposomes and the size distributions. Initially, CH8 was incorporated into pre-formed liposomes. The results showed the expulsion and precipitation of loaded CH8 was proportional to the intensity of the applied shear rate. This limitation was circumvented by incorporating a low concentration of CH8 (0.2 mol/m³) during the formation of liposomes. The shear rate provided by the Cowles stirrer favored the elasticity of the bilayer and yielded high incorporation efficiency and CH8-loading. Therefore, the elasticity of the bilayer is a determining factor for the loading of hydrophobic drugs in liposomes. These findings constitute an improvement in the high shear process used to load CH8 and to the development of most effective pharmaceutical forms for the treatment of cutaneous leishmaniasis / Mestrado / Engenharia Química / Mestra em Engenharia Química

Orientadores: Maria Helena Andrade Santana, Lucimara Gaziola de la Torre / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T11:16:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Trevisan_JuliaExaltacao_M.pdf: 7656590 bytes, checksum: c2da607d637d0d57546aa48d6017dcbe (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo comparativo de processos escalonáveis dos tipos "top-down" (cominuição) e "bottom-up" (síntese), visando a produção de lipossomas funcionais para a vacinação gênica contra a tuberculose. Na abordagem "top-down" os lipossomas foram produzidos através da alimentação de uma dispersão de fosfolipídios em água e simultânea cominuição através de cisalhamento produzido por agitadores mecânicos dos tipos Caules (C) e Ultra-turrax® (U-T). Os lipossomas provenientes do U-T foram posteriormente submetidos a maiores níveis de cisalhamento, pela passagem através de microcanais tortuosos a pressões da ordem de 100 atm, em microfluidizador (M). A influência das variáveis operacionais sobre o diâmetro, polidispersidade e potencial zeta foi analisada através de planejamento estatístico fatorial e superfícies de resposta. Para C e U-T, os efeitos do cisalhamento prevaleceram em relação à vazão de alimentação. Para M, a pressão exerceu maior influência que o número de passagens. A taxa de cisalhamento aplicada variou na faixa de 102 a 7.106 s-1, produzindo diâmetros médios de 957 a 90 nm, polidispersidades de 0,60 a 0,25 e potenciais zeta de -60 a -44 mV. O diâmetro médio dos lipossomas variou com o inverso da raiz quadrada da taxa de cisalhamento. No processo "bottom-up" os lipossomas foram produzidos continuamente na interface etanol/fosfolipídio e água, formada por focalização hidrodinâmica em microcanal reto de 0,14 mm de largura. A velocidade de formação dos lipossomas variou com a razão água/etanol, concentração e composição lipídica. As propriedades físico-químicas originais dos lipossomas funcionais foram aproximadamente reproduzidas em ambos os processos escalonáveis. Comparativamente, o processo "top-down" é mais robusto, de fácil operação, permite utilizar altas concentrações lipídicas (400 mM), com obtenção de maior produtividade. Porém é descontínuo e requer maior consumo energético. O processo "bottom-up" é menos robusto, opera de forma estável a mais baixas concentrações lipídicas (100 mM), porém a produção é contínua e com menor consumo energético / Abstract: The work presents a comparative study of scalable process with a top-down (comminution) and bottom-up (synthesis) approach, aiming the production of functional liposomes for the genetic vaccination against tuberculosis. For the top-down approach, liposomes were produced through the feed of a phospholipid in water solution and simultaneous comminution by cowls (C) and Ultra-Turrax® (U-T) mechanical dispersers. The liposomes obtained by U-T were then submitted to greater levels of shear through the processing in tortuous microchannels under a pressure in the order of 100 atm, in a microfluidizer (M). The influence of the operational variables on the diameter, polydispersity and zeta potential was analyzed through statistics factorial planning and response surface. For C and U-T the effects of shear overcame the effects of feed flow rate, and for M the effects of shear had greater influence than the number of passes.The applied hear rate varied in the range of 102 a 7.106 s-1, resulting in liposomes with mean diameter of 957 to 90 nm, polydispersity of 0,60 to 0,25 and zeta potential of -60 to -44 mV. The mean diameter varied with the inverse of the square root of the shear rate applied. In the bottom-up process liposomes were produced continuously at the interface ethanol/phospholipid and water, formed by the hydrodynamic focusing in a straight microchannel with 0,14 mm of width. The liposome formation velocity varied with the ethanol/water flow ratio, the lipid concentration and composition. The original physico-chemical properties of the functional liposomes were approximately reproduced in both scalable approaches. Comparatively, the top-down approach was more robust, easy to operate and allows the use of high lipid concentration (400 mM), achieving a greater productivity. However, it is discontinuous and requires a higher energetic consumption. The bottom-up approach is less robust, is stably operated with lower lipid concentration (100 mM), but it is a continuous production with a low energetic consumption / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Edmundo Roberto Mauro Madeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T15:49:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Genez_ThiagoAugustoLopes_M.pdf: 2286902 bytes, checksum: 384fd51ae0278ea91a914ba4b047c6cc (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Computação em nuvem oferece utilidades computacionais de acordo com a necessidade do usuário através do modelo "pago-pelo-uso". Usuários podem fazer o uso da nuvem através dos provedores de software (Software as a Service - SaaS), de plataforma (Plataform as a Service - PaaS) ou de infraestrutura (Infrastructure as a Service - IaaS). Computação em nuvem esta atualmente sendo muito utilizada. ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Cloud computing offers utility computing according to the user's needs in a "pay-per-use" basis. Customers can make use of the cloud via Software as a Service (SaaS), Plataform as a Service (PaaS), or Infrastructure as a Service (IaaS) providers. ...Note: The complete abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Jacques Wainer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T14:02:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tampelini_LeonardoGarcia_M.pdf: 834632 bytes, checksum: b0f1d3f3d777417870d8ddd0d317ab8e (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Com a disseminação de tecnologias de gerenciamento empresarial, empresas procuram promover serviços mais ágeis e de maior qualidade. Neste contexto, áreas como gerenciamento de workflow vêm contribuindo para uma melhor organização na distribuição de tarefas. A aproximação da área de escalonamento com workflow demonstra um grande potencial para atender tais requisitos; porém, uma escassez de trabalhos voltados ao tratamento de estruturas de roteamento paralelas, comumente encontradas em modelos de workflow, é perceptível na literatura de escalonamento. Este trabalho tem por objetivo aproximar essas duas áreas apresentando três novas abordagens de escalonamento voltadas à ordenação de casos dentro de estruturas de roteamento paralelas (AND). Para alcançar tal objetivo, um conjunto de simuladores foi implementado representando o ambiente dinâmico de workflow, suas incertezas, bem como os diferentes cenários onde estruturas do tipo AND podem ocorrer. O desempenho de tais políticas foi comparado com regras amplamente utilizadas em sistemas de workflow, como FIFO (First In First Out), EDD (Earliest Due Date) e SPT (Shortest Processing Time). A análise dos resultados foi efetivada por meio de uma análise de variância (ANOVA) juntamente com o teste de Tukey. Os resultados mostram que é mais vantajoso utilizar técnicas específicas para estrutura de roteamento AND do que apenas aplicar as técnicas mais utilizadas / Abstract: With the dissemination of business management technologies, companies look for to promoting faster services with higher quality. In this context, areas such as workflow management have contributed to a better organization in the distribution of tasks. The approach between scheduling area and workflow area shows great potential to attend these requirements, but a lack of studies directed to the treatment of parallel routing structures, commonly found in workflow models, is apparent escalation in the literature about scheduling. This work aims to approximate these two areas, presenting three new scheduling approaches, directed to the raging of the cases within routing structures parallel (AND). To reach this objective a set of simulators was implemented, representing the dynamic workflow environment, their uncertainties, as well as the different scenarios where that structures such as AND may occur. The performance of these politics was compared with rules widely used in workflow systems, such as FIFO (First In First Out), EDD (Earliest Due Date) and SPT (Shortest Processing Time). The results show that it is more advantageous to use techniques focused on AND routing structure than only apply the most utilized ones / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Edmundo Roberto Mauro Madeira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T05:33:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bittencourt_LuizFernando_D.pdf: 2691554 bytes, checksum: b936bb837e62d8c4b7bacaeaae71e167 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Grades computacionais são sistemas distribuídos compartilhados potencialmente grandes compostos por recursos heterogêneos que são ligados através de uma rede com enlaces heterogêneos. Esses sistemas tornaram-se ambientes largamente difundidos para execução de tarefas que demandam grande capacidade de processamento. Por serem sistemas compartilhados, a submissão de tarefas nas grades é oriunda de diversos usuários independentemente, o que gera uma demanda concorrente pelos recursos computacionais que deve ser gerenciada pelo middleware da grade. O escalonador é o componente responsável por decidir de que forma a distribuição dessas tarefas será realizada, devendo tratar das peculiaridades desse ambiente, tais como a heterogeneidade e o comportamento dinâmico dos recursos que o compõem, com variações tanto em quantidade quanto em qualidade. A função objetivo mais comum encontrada no escalonamento de tarefas é a minimização do makespan, ou seja, o tempo de término das tarefas que estão sendo escalonadas. Dentre os possíveis tipos de tarefas executadas em grades podemos destacar as tarefas independentes, que executam sem comunicação entre si, e as tarefas dependentes, que possuem dependências de dados que geram precedências de execução e são frequentemente modeladas como grafos acíclicos direcionados (DAGs - do inglês directed acyclic graphs). Dentre as aplicações compostas por tarefas dependentes, os DAGs de e-Ciência se sobressaem pela complexidade e necessidade crescente de recursos computacionais. Adicionalmente, o problema de escalonamento de tarefas, em sua forma geral, é NP-Completo. Dessa forma, o estudo do escalonamento de DAGs em grades computacionais é importante para o aprimoramento da execução de aplicações científicas utilizadas em diversas áreas do conhecimento. Nesta tese apresentamos algoritmos para quatro tipos de problema relacionados ao escalonamento de DAGs em grades: escalonamento estático de DAGs, escalonamento dinâmico de DAGs, escalonamento bi-critério e escalonamento de múltiplos DAGs. Apresentamos avaliações do makespan gerado pelos algoritmos após o escalonamento inicial e após a execução das tarefas com carga externa simulada nos recursos / Abstract: Computational grids are potentially large distributed systems composed of heterogeneous resources connected by a network with heterogeneous links. These systems became largely used in the execution of tasks which require large processing capacities. Because they are shared systems, task submission in grids independently originate from a number of users, leading to a concurrent demand over the computational resources, which must be managed by the grid middleware. The scheduler is the component responsible for deciding how the distribution of such tasks will occur, and it must deal with peculiarities of this environment, such as the heterogeneity and dynamic behavior of the resources, with variations in both quality and quantity. The objective function usually adopted in task scheduling is makespan minimization, which means that the scheduler tries to minimize the finish time of the tasks being scheduled. Among the tasks executed in grids we can find independent tasks, which execute without communication among them, and dependent tasks, which have data dependencies that yield in precedence constraints and are frequently modeled as directed acyclic graphs (DAGs). Among the applications composed of dependent tasks, e-Science DAGs are distinguished because of their complexity and increasing demand for computational resources. Additionally, the task scheduling problem, in its general form, is NP-Complete. Therefore, the study of scheduling of dependent tasks represented by directed acyclic graphs in computational grids is important to improve the execution of scientific applications in many areas of knowledge. In this thesis we present algorithms for four types of problems related to the DAG scheduling in grids: static scheduling of DAGs, dynamic scheduling of DAGs, bi-criteria scheduling, and scheduling of multiple DAGs. We present evaluations of the makespan generated by the algorithms after the initial scheduling and after the execution of the tasks with simulated external load in the resources / Doutorado / Sistemas de Computação / Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Akebo Yamakami / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T10:47:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bonfim_TatianeRegina_D.pdf: 1154007 bytes, checksum: 1b6dd7bc9c2e3eef16c1e3258710730c (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho apresenta uma nova abordagem de resolução, por algoritmo memético e pela coevolução de algoritmo memético com redes neurais, para o problema de escalonamento de tarefas em máquinas paralelas idênticas e para o problema de job shop com parâmetros precisos. Para os problemas de escalonamento com parâmetros com incertezas, onde os parâmetros não são precisamente conhecidos, toma-se dificil classificar um determinado escalonamento ótimo. A noção de ótimo também torna-se imprecisa e o grau de otimalidade de um dado escalonamento ("o quanto um escalonamento é ótimo") pode ser caracterizada por um número fuzzy. Foi aplicado também o conceito de otimalidade possível para medir a possibilidade de um determinado escalonamento ser ótimo. O algoritmo memético foi aplicado para encontrar soluções para o problema, a rede neural foi aplicada para encontrar a função de fitness das soluções encontradas pelo algoritmo memético, e o conceito de possibilidade foi aplicado para avaliar as melhores soluções. Foram utilizadas as redes neurais backpropagation e com aprendizado por reforço para encontrar o valor da função de fitness. As simulações mostraram que as redes neurais apresentaram uma boa performance na coevolução com o algoritmo memético e na resolução dos problemas, e mostraram que o conceito de possibilidade teve uma boa perfomance na avaliação da otimalidade das soluções / Abstract: This work presents a new approach for the resolution of the problem of identical parallel machine scheduling and job shop scheduling with precise parameters, with memetic algorithm and memetic algorithm coevolving with neural networks. For problems with parameters with uncertainties, where the parameters of the problem are not precisely known, it is difficult to say in prior which schedule will be optimal. The notion of optimal also becomes imprecise and the degree of optimality of a given schedule ("how much a schedule is optimal") can be characterized by a fuzzy number. We was used also the concepts of possibility to measure the possibility of a given schedule be optimal. Memetic algorithm has been used to find the solutions of the problem, the neural network has been used to find the fitness function of these solutions, and the concept of possibility has been used to evaluate the best solutions. We was used neural networks with backpropagation and reinforcement learning to find the fitness function. Simulations showed that the neural networks presents a good performance in the coevolution of the memetic algorithm and in the resolution of the problems, and showed that the concept of possibility present a good performance in the evaluation of solutions optimality / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Nelson Luis Saldanha da Fonseca / Tese (doutorado ) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T11:13:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_DanielMacedo_D.pdf: 4822882 bytes, checksum: 0875aace17a80193a116db65097ea804 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Para que escalonadores em grades derivem escalonamentos, é necessário que se forneçam as demandas das aplicações e as disponibilidades dos recursos das grades. No entanto, a falta de controle centralizado, o desconhecimento dos usuários e a imprecisão das ferramentas de medição fazem com que as informações fornecidas aos escalonadores difiram dos valores reais que deveriam ser considerados para se obter escalonamentos quase-ótimos. A presente Tese introduz dois escalonadores de tarefas robustos às incertezas das informações providas como entrada ao escalonador. Um dos escalonadores lida com informações imprecisas sobre as demandas das aplicações, enquanto que o outro considera tanto imprecisões das demandas quanto da disponibilidade de recursos. A eficácia e a eficiência dos escalonadores robustos às incertezas são avaliadas através de simulação.Comparam-se os escalonamentos gerados pelos escalonadores robustos com os produzidos por escalonadores sensíveis às informações incertas. A eficácia de estimadores de largura de banda disponível são, também, avaliadas, através de medição, a luz da adoção destes em sistemas de grades, a fim de que se possa utilizar suas estimativas como informação de entrada a escalonadores robustos / Abstract: Schedulers need information on the application demands and on the grid resource availability as input to derive efficient schedules for the tasks of a grid application. However, information provided to schedulers differ from the true values due to the lack of central control in a grid and the lack of ownership of resources as well as the precision of estimations provided by measurement tools. This thesis introduces two robust schedulers based on fuzzy optimization. The first scheduler deals with uncertainties on the application demands while the other with uncertainties of both application demands and resource availability. The effectiveness of these schedulers are evaluated via simulation and the schedules produced by them are compared to those of their non-fuzzy counterpart. Moreover, the efficacy of available bandwidth estimators is assessed in order to evaluate their use in grid systems for providing schedulers with useful input information / Doutorado / Sistemas de Computação, Redes Multimidia / Doutor em Ciência da Computação

Orientador: Akebo Yamakami / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T17:03:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FreitasFilho_LeonardoJoseRamos_M.pdf: 1138592 bytes, checksum: 76882e62668bfba4188afce0f7b35d62 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Um dos problemas mais comuns em planejamento de processos é o escalonamento. Este se resume na alocação de tarefas a serem executadas utilizando determinados recursos, sujeitas a uma ordem de prioridades, restrição de tempo e disponibilidade. O Job Shop é um dos sistemas mais conhecidos e estudados, pois reúne características de outras classes de sistemas de planejamento, além de ser necessária a elaboração de métodos de resolução mais sofisticados devido sua alta complexidade (NP-difícil). A computação natural é constituída por novas abordagens de computação caracterizadas por uma maior proximidade com a natureza. A aplicação de métodos inspirados em sistemas imunológicos demonstra, nos últimos anos, ser promissor em diversas áreas de aplicação e pesquisa, como por exemplo, otimização. Tendo em vista este cenário, é feita aqui uma abordagem imuno-inspirada para elaboração de um sistema de otimização, através de resolução do escalonamento de um Job Shop, provendo soluções diversificas e de alta qualidade / Abstract: Scheduling problems are jobs allocation using distinct sources ordered by sequence constraint and time constraint. Job Shop is one the most studied problem because it is possible to find different scheduling features. Also this problem needs sophisticated solving methods by complexity characteristics (NP-Hard). Natural Computing uses a new computation approach representing natural systems. Immune system methods approaches shows, in the last years, good results in many applications and several researches, for example, optimization. In this scenario we developed an artificial immune system to solve Job Shop system. We will show hight diversity and quality solutions / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Rafael Santos Mendes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T23:46:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Portugal_DeniseSoderoVinhas_D.pdf: 1731980 bytes, checksum: 98f3bdce8b6d0d6e00e2c6c96ba968f7 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Uma metodologia para obter um escalonamento cíclico em Sistemas a Eventos Discretos é proposta neste trabalho. Esta metodologia parte de uma rede de Petri que modela minimamente um sistema a eventos discretos funcionando em regime periódico. O método identifica quais são as redes que podem ser tratadas por ele. As redes de Petri tratáveis serão decompostas em subredes identificadas por processos, que são classificados de acordo com suas topologias, o que permite a modelagemdo escalonamento cíclico do sistema através de uma modelagem em programação linear inteira mista. Este modelo em MILP será implementado no software GAMS. Alguns exemplos tirados da literatura serão usados para mostrar e testar a aplicação desta metodologia / Abstract: A methodology to obtain a cyclic scheduling in Discrete Events Systems is proposed in this work. This methodology initializes with a Petri netmodeling a discrete events system functioning with periodic processing. The method identifieswhich are the nets that can be treaties by him. The ¿tractable¿ Petri nets will be decomposed in subnets identified by process, which are classified according to its topologies, that permits us tomodel the cyclic scheduling of the systemby amixed integer linear programming model. This model in MILP will be implemented using software GAMS. Some examples from the literature will be used to show and to test the application of this methodology / Doutorado / Automação Industrial / Doutor em Engenharia Elétrica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nas últimas décadas, o problema de escalonamento da produção em oficina de máquinas, na literatura referido como JSSP (do inglês Job Shop Scheduling Problem), tem recebido grande destaque por parte de pesquisadores do mundo inteiro. Uma das razões que justificam tamanho interesse está em sua alta complexidade. O JSSP é um problema de análise combinatória classificado como NP-Difícil e, apesar de existir uma grande variedade de métodos e heurísticas que são capazes de resolvê-lo, ainda não existe hoje nenhum método ou heurística capaz de encontrar soluções ótimas para todos os problemas testes apresentados na literatura. A outra razão basea-se no fato de que esse problema encontra-se presente no diaa- dia das indústrias de transformação de vários segmento e, uma vez que a otimização do escalonamento pode gerar uma redução significativa no tempo de produção e, consequentemente, um melhor aproveitamento dos recursos de produção, ele pode gerar um forte impacto no lucro dessas indústrias, principalmente nos casos em que o setor de produção é responsável por grande parte dos seus custos totais. Entre as heurísticas que podem ser aplicadas à solução deste problema, o Busca Tabu e o Multidão de Partículas apresentam uma boa performance para a maioria dos problemas testes encontrados na literatura. Geralmente, a heurística Busca Tabu apresenta uma boa e rápida convergência para pontos ótimos ou subótimos, contudo esta convergência é frequentemente interrompida por processos cíclicos e a performance do método depende fortemente da solução inicial e do ajuste de seus parâmetros. A heurística Multidão de Partículas tende a convergir para pontos ótimos, ao custo de um grande esforço computacional, sendo que sua performance também apresenta uma grande sensibilidade ao ajuste de seus parâmetros. Como as diferentes heurísticas aplicadas ao problema apresentam pontos positivos e negativos, atualmente alguns pesquisadores começam a concentrar seus esforços na hibridização das heurísticas existentes no intuito de gerar novas heurísticas híbridas que reúnam as qualidades de suas heurísticas de base, buscando desta forma diminuir ou mesmo eliminar seus aspectos negativos. Neste trabalho, em um primeiro momento, são apresentados três modelos de hibridização baseados no esquema geral das Heurísticas de Busca Local, os quais são testados com as heurísticas Busca Tabu e Multidão de Partículas. Posteriormente é apresentada uma adaptação do método Colisão de Partículas, originalmente desenvolvido para problemas contínuos, onde o método Busca Tabu é utilizado como operador de exploração local e operadores de mutação são utilizados para perturbação da solução. Como resultado, este trabalho mostra que, no caso dos modelos híbridos, a natureza complementar e diferente dos métodos Busca Tabu e Multidão de Partículas, na forma como são aqui apresentados, da origem à algoritmos robustos capazes de gerar solução ótimas ou muito boas e muito menos sensíveis ao ajuste dos parâmetros de cada um dos métodos de origem. No caso do método Colisão de Partículas, o novo algorítimo é capaz de atenuar a sensibilidade ao ajuste dos parâmetros e de evitar os processos cíclicos do método Busca Tabu, produzindo assim melhores resultados. / In recent decades, the Job Shop Scheduling Ploblem (JSSP) has received great attention of researchers worldwide. One of the reasons for such interest is its high complexity. The JSSP is a combinatorial optimization problem classified as NP-Hard and, although there is a variety of methods and heuristics that are able to solve it, even today no method or heuristic is able to find optimal solutions for all benchmarcks presented in the literature. The other reason builds on noted fact that this problem is present in day-to-day of industries of various segments and, since the optimal scheduling may cause a significant reduction in production time and thus a better utilization of manufacturing resources, it can generate a strong impact on the gain of these industries, especially in cases where the production sector is responsible for most of their total costs. Among the heuristics that can be applied to the solution of this problem, the Tabu Search and the Particle Swarm Optimization show good performance for most benchmarcks found in the literature. Usually, the Taboo Search heuristic presents a good and fast convergence to the optimal or sub-optimal points, but this convergence is frequently interrupted by cyclical processes, offset, the Particle Swarm Optimization heuristic tends towards a convergence by means of a lot of computational time, and the performance of both heuristics strongly depends on the adjusting of its parameters. This thesis presents four different hybridization models to solve the classical Job Shop Scheduling Problem, three of which based on the general schema of Local Search Heuristics and the fourth based on the method Particle Collision. These models are analyzed with these two heuristics, Taboo Search and Particle Swarm Optimization, and the elements of this heuristics, showing what aspects must be considered in order to achieve a best solution of the one obtained by the original heuristics in a considerable computational time. As results this thesis demonstrates that the four models are able to improve the robustness of the original heuristics and the results found by Taboo Search.