O estudo de sistemas logísticos envolve a concatenação de elementos estratégicos e operacionais, comumente compondo sistemas com múltiplas facetas, objetivos antagônicos e grande número de alternativas. Nesse contexto, o presente trabalho discute a utilização de análise de decisão multicritério (MCDA), simulação de eventos discretos (SED) e otimização para simulação. A metodologia MCDA captura, mensura e pondera os objetivos e valores dos tomadores de decisão. Por sua vez, a SED representa o sistema estudado com alto nível de detalhamento, permitindo a avaliação de diversas configurações do sistema. Por fim, métodos de otimização para simulação possibilitam a busca e comparação de alternativas mais eficientes. As três metodologias são avaliadas, identificando suas vantagens, desvantagens e complementaridades quando aplicadas a sistemas logísticos. Através da aplicação de um estudo de caso sobre o dimensionamento de um sistema de transporte, constatou-se que: a) a SED incorporou detalhes importantes para a avaliação mais precisa de vários indicadores de desempenho b) a metodologia MCDA possibilitou a captura de vários objetivos e valores, propiciando a realização de tradeoffs robustos; c) um método de busca exaustiva e técnicas de redução de variância permitiram a comparação das alternativas em tempos computacionais reduzidos. Por fim, conclui-se que a metodologia híbrida apresentada expande o potencial de aplicação da SED em sistemas logísticos complexos. / A logistic system study involves strategic and operational elements, commonly composing multi-faceted systems with antagonistic goals and large number of alternatives. In this context, this thesis discusses the use of multi-criteria decision analysis (MCDA), discrete event simulation (DES) and optimization for simulation. The MCDA methodology captures, measures and weighs the goals and values of decision makers. DES is useful for representing systems with high level of detail, allowing the evaluation of several system configurations. Finally, optimization for simulation procedures are useful for searching and comparing more efficient alternatives. These three methodologies are assessed and their advantages, disadvantages, and complementarities are identified for logistics systems applications. Through a case study of a transportation system, we conclude that: a) the SED incorporated important details for more precise evaluation of various performance indicators b) the MCDA methodology was useful to capture several goals and values, so that robust tradeoffs could be carried out c) an exhaustive search routine and variance reduction techniques allowed the comparison of several alternatives in feasible computational times. Finally, we conclude that the presented hybrid methodology expands the application of DES to complex logistics systems.

O trabalho a seguir apresenta o desenvolvimento e resultados da pesquisa acerca de modelos de estoques para múltiplos fornecedores, baseado na distribuição de peças de manutenção de empresas de tecnologia no Brasil. Em função de características de demandas erráticas, altos custos das peças e demanda por tempos de entrega reduzidos, costuma-se adotar uma estratégia de distribuir peças em diversos centros de estoques por todo território nacional. Entretanto, manter altos estoques em cada uma das localidades do sistema pode trazer custos elevados. Devido às características da demanda, muitas vezes ocorrem faltas de estoques de itens críticos, que são enviados aos locais de demanda por meio de transportes emergenciais de alto custo e prazos de entregas reduzidos. Entretanto, os modelos convencionais de estoques adotados, não consideram as possibilidades de envios emergenciais em suas formulações, fazendo desta solução uma situação não prevista na modelagem e potencialmente não ótima. A presente pesquisa tem por objetivo desenvolver e avaliar os modelos convencionais de estoques para a situação de múltiplos fornecedores considerando custos e prazos de entregas diferentes, como alternativa para os modelos adotados na distribuição de peças de manutenção. Sua aplicação a outros problemas, inclusive ambientes de múltiplos fornecedores independentemente de diferenças de transportes é imediata. A pesquisa abrange sete modelos, sendo três modelos reativos (reposição da base, reposição do máximo e lote fixo) em regimes de revisão periódica e contínua, e um modelo ativo considerando previsão de demanda. Foi utilizada busca local com simulação de eventos discretos para resolver os modelos propostos. / The present work presents research and development of multiple supplier inventory models, based on the service parts logistics in the technology industry. Because of the lumpy demand characteristics, high costs of parts and low delivery time expectations, a strategy to spread parts inventories all over the country was adopted. However, maintaining high inventory in every location of the system can lead to high costs. Because of the demand characteristics critical items can get unavailable in certain location, which are supplied by emergency shipment from supplying locations with high transportation costs and reduced delivery times. However, the conventional inventory models that are used do not consider the possibility of emergency shipments, leading to potential non optimal distribution of parts. The present research aims to develop and evaluate the inventory models considering multiple transportation modals with different lead times and costs, to serve as an alternative to the current inventory models used. The application to other problems, including different suppliers independent of transportation mode, is immediate. The research covers seven different models: three reactive, (s, S), (S-1, S) and (R, Q) in continuous and periodic review, and one demand prediction based model. Local search and discrete events simulation was used to resolve the models.

A simulação de eventos discretos é uma das mais poderosas ferramentas disponíveis para modelagem e análise de problemas. Freqüentemente ela é utilizada para o planejamento, projeto e controle de sistemas complexos em diversos segmentos; entre eles, a área de sistemas logísticos, que a tem aplicado extensivamente para analisar as capacidades logísticas, avaliar os impactos de mudanças nos processos produtivos, testar diferentes configurações na alocação de recursos limitados, determinar parâmetros das operações, validar novos projetos, entre outras aplicações. Esta popularização da simulação despertou o interesse das empresas especializadas no desenvolvimento de softwares, resultando em diversas opções com diferentes características e custos. Desta forma, identificou-se a necessidade de um método para seleção de softwares de simulação de eventos discretos voltados à resolução de problemas logísticos, pois os trabalhos disponíveis na Literatura abordam somente a escolha de softwares para fins genéricos. Para preencher essa lacuna, foi proposto um conjunto de critérios que endereçam as necessidades específicas do desenvolvimento de modelos voltados à análise de sistemas logísticos. Esses critérios formaram a base do método proposto, que incorporou as melhores características dos trabalhos identificados na Literatura. Sua primeira fase gerou uma lista com os softwares que suportaram os critérios definidos como essenciais por meio da aplicação de um método de atribuição de pesos e pontuação, cuja eficiência e simplicidade são amplamente reconhecidas; já a segunda fase, utilizou o método de análise hierárquica (AHP), recomendado para a tomada de decisão baseada em múltiplos critérios, por permitir a identificação e correção das inconsistências geradas pelo julgamento humano. Dois problemas testes também foram propostos para o desenvolvimento de aplicações em sistemas logísticos e condução de experimentos durante a segunda fase. Os softwares Arena, ProModel e @Risk, extensivamente utilizados para ensino e pesquisa na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, foram avaliados durante a aplicação prática do método proposto. Os resultados obtidos confirmaram a percepção, adquirida durante a segunda fase do método, de que os softwares Arena e ProModel apresentam características semelhantes, dada a discreta diferença em suas pontuações totais. Os diversos cenários desenvolvidos na análise de sensibilidade também ratificaram essa tendência. / The discrete event simulation is one of the most powerful tools available for modeling and problem analysis. Frequently it is used for planning, designing and controlling complex systems in several segments. The logistic system area has also applied it extensively to analyse the logistic capacities, evaluate the impacts of changes in the productive processes, test different configurations in the allocation of limited resources, determine operation parameters, validate new projects, among other applications. Thus, the growth of the simulation awoke the interest of the companies specialized in software development. This fact resulted in several options with different characteristics and costs. Because of this, it was identified the necessity of a selection method for discrete event simulation software dedicated to the resolution of logistic problems. The available works in Literature only approach the choice of softwares for generic purposes. To fill in this gap, a set of criteria that address the specific necessities of the development of models dedicated to the analysis of logistic systems was proposed. These criteria formed the base of the proposed method. It has incorporated the best characteristics of the works identified in Literature. Its first phase generated a list with softwares with widely recognized efficiency and simplicity that supported the essential criteria through the application of a scoring model. Its second phase used the Analytic Hierarchy Process (AHP) which is recommended for the decision taking based on multiple criteria because it allows the identification and correction of the inconsistencies generated by the human judgment. Two test problems have also been proposed for the development of applications in logistic systems and performance of experiments during the second phase. Arena, ProModel and @Risk, extensively used for education and research in the Polytechnical School of the University of São Paulo, were evaluated during the practical application of the proposed method. The results confirmed the perception acquired during the second phase of the method that Arena and ProModel present similar characteristics. They presented a discrete difference in their total score. The several scenes developed in the sensitivity analysis also ratified this trend.

Realizar a análise econômica de uma produção agropecuária não é algo trivial, seja pela enorme heterogeneidade entre cada unidade produtiva, seja porque utiliza muitos recursos naturais, alguns de difícil mensuração. Há diversos métodos disponíveis para o cálculo do custo de produção, que é o indicador chave para a análise da viabilidade de um empreendimento. O desafio é permitir que a projeção da atividade no horizonte produtivo seja a mais real e dinâmica possível. A simulação computacional é atualmente uma das mais poderosas ferramentas de análise disponível para o planejamento, projeto e controle de sistemas complexos, e vem sendo cada vez mais utilizada e difundida. Simular compreende a elaboração de um método de experimentação que, através da construção de modelos de um sistema real, procura descrever comportamentos, construir teorias ou hipóteses por meio do observado e predizer comportamentos futuros. O uso de modelos de simulação, que incorporem o risco e a probabilidade dentro produção animal, pode ser uma alternativa tanto técnica - auxiliando na tomada de decisão, gestão e planejamento pecuário, quanto científica - permitindo a avaliação de efeitos de resultados da pesquisa e identificação de limitantes que podem incentivar o desenvolvimento de pesquisas futuras. O modelo de simulação híbrido - baseado em simulação de eventos discretos e baseado em agentes, aqui proposto - visou identificar coeficientes zootécnicos e os critérios de manejo que mais impactam a produção de ovinos de corte. Esse modelo de simulação computacional híbrido possui caráter dinâmico e probabilístico, com eventos marcados no tempo (estação de monta, gestação, parição, desmame, engorda, abate, entre outras) e complexos o suficiente para que seus agentes sofram alterações tanto no tempo quanto em resposta a ocorrência ou não das variáveis ligadas a eles. Os resultados dos experimentos e dos cenários estudados revelaram que dentre os índices zootécnicos das matrizes, a ocorrência de aborto gera maior impacto na taxa de abate e financeiramente na margem líquida operacional. Contudo, analisando as variáveis tanto para matrizes como para cordeiros, a mortalidade neonatal, até os cinco dias de vida dos cordeiros, demonstrou ser o ponto fundamental para a lucratividade da atividade. A estabilização do rebanho foi mais afetada pela presença de matrizes adultas no plantel, que culminaram no aumento no número de cordeiros por matriz. Os resultados da análise dos fluxos de caixa de 30 anos, a uma taxa mínima de atratividade de 6,17% aa, permitiram constatar que iniciar a atividade com número muito reduzido de matrizes é o cenário menos interessantes, com taxa interna de retorno negativa para o período de análise. O estudo do fluxo de caixa permitiu atribuir a 200 matrizes como o tamanho de rebanho inicial mais interessante (TIR = 3,30% aa). Assim, o uso de simuladores híbridos baseados em simulação de eventos discretos e baseados em agentes, para estudos na pecuária nacional, apresentou-se como ferramenta com grande potencial de contribuição, no sentido de permitir conhecer os resultados possíveis das diferentes combinações tecnológicas disponíveis. O modelo ainda permite ser utilizado como ferramenta de estudo e análise para a cadeia produtiva, contribuindo na orientação aos cientistas, auxiliando no direcionamento de seus esforços no desenvolvimento de futuras pesquisas / Conduct an economic analysis of agricultural production is not trivial, either by its enormous heterogeneity between each production unit, or because it uses many natural resources, some of which are difficult to measure. There are several methods available for calculating the cost of production, which is the key indicator for assessing the feasibility of a project. The challenge is to allow the projection of activity in the productive horizon in the most real and dynamic form as possible. The computer simulation is currently one of the most powerful analysis tools available for planning, design and control of complex systems and is being increasingly used and disseminated. Simulate includes the development of a method of testing by building models of a real system, that seeks to describe behaviors, build theories or hypotheses through noted and predicted future behaviors. The use of simulation models that incorporate uncertainty and probability in animal production can be both an alternative technique - assisting in decision-making, management and livestock planning; as scientific - allowing the evaluation of the research results of effects and identification of limiting that may encourage the development of future research. The model of hybrid simulation - based on discrete event simulation and on agent-based, proposed here - aimed to identify factors husbandry and management criteria that most affect the production of meat sheep. The model of hybrid computer simulation have dynamic and probabilistic characteristics, with events scheduled in time (breeding season, pregnancy, parturition, weaning, fattening, slaughter, etc.) and enough complexity that its agents be adversely affected both in time and in response to the occurrence or not of variables linked to them. The results of the experiments and the scenarios studied showed that among the zootechnical indexes of the sheep, the occurrence of abortion generates a greater impact on the slaughter rate and financially in the net operating margin. However, analyzing the variables for both sheep and lambs, neonatal mortality, up to the lambs\' five days of life, proved to be the fundamental point for the profitability of the activity. The stabilization of the herd was more affected by the presence of adult sheep in the herd, which culminated increasing the number of lambs per sheep. The results of the analysis of the 30-year cash flows, at a minimum attractiveness rate of 6.17% per year, showed that starting the activity with a very small number of sheep was the least interesting scenario, with a negative internal rate of return for the analysis period. The study of the cash flow allowed to assign to 200 sheep as the most interesting initial herd size (IRR = 3.30% per year). Thus, the use of hybrid simulators, based on discrete event simulation and agent-based for studies in national livestock, is presented as a tool with great potential to contribute, to allow knowing the possible outcomes of different combinations of available technology. The model also allows to be used as a study tool and assessment of different technological combinations for the production chain, contributing to the guidance of scientists, assisting their efforts in the development of future research

Os sistemas de manufatura há muito vêm sendo objeto de interesse por profissionais e pesquisadores devido à busca de melhores técnicas visando o aumento da produtividade bem como pelo aumento da competitividade empresarial ao longo dos anos. Dentre seus componentes, o sistema de movimentação de materiais merece atenção especial pois, apesar de não aumentar o valor do produto, é responsável por manter o fluxo de materiais entre máquinas, células de manufatura, centros de custos ou mesmo entre empresas, que é imprescindível para qualquer sistema produtivo. Neste contexto, o presente trabalho propõe uma metodologia para a modelagem de sistemas flexíveis de movimentação de materiais e partes em ambiente fabril, focando-se em sistemas cuja movimentação possa ser realizada por VATs (Veículos Autônomos de Transporte). Considerando-se o sistema de movimentação de materiais como sendo um sistema a eventos discretos (SEDs), pode-se empregar técnicas derivadas das Redes de Petri como o PFS (Production Flow Schema) e o E-MFG (Enhanced Mark Flow Graph) na modelagem de tais sistemas. Para tanto, foram introduzidos conceitos de orientação a objetos ao E-MFG de forma a ampliar sua capacidade de modelagem, possibilitando a migração de um paradigma de modelagem orientada a processos para um de modelagem híbrida orientada a processos e a objetos. Como estudo de caso, apresenta-se a modelagem de uma simplificação do sistema de movimentação de materiais da Mercedes Benz do Brasil, situada em São Bernardo do Campo, São Paulo, para a qual se aplica a metodologia proposta. / Manufacturing systems have been object of interest of many professionals and researchers through the years due to the search of better methods for raising goods productivity and managerial competitiveness. Among its components, the material movement system deserves special attention because even not increasing the product value, it is responsible for keeping the flow of materials between machines, manufacturing cells, cost centers and also between companies, which is indispensable for any productive system. In this context, this work proposes a methodology for modeling flexible systems for materials and parts movement in the industrial environment, focusing on systems whose movement can be performed by AGVs (Autonomous Guided Vehicles). Considering the materials movement system as a Discrete Event System (DES), techniques derived from Petri Nets as PFS (Production Flow Schema) and E-MFG (Enhanced Mark Flow Graph) can be used for modeling those systems. To this purpose, concepts of object orientation are introduced to E-MFG in order to increase its modeling capacity, allowing the migration from the process oriented modeling paradigm to an hybrid object and process oriented modeling. A simplification of the materials movement system of the plant of "Mercedes Benz do Brasil", which is located in São Bernado do Campo, São Paulo, was used as a study case to illustrate the methodology presented.

Submitted by Daniella Santos (daniella.santos@ufma.br) on 2017-11-22T16:02:27Z No. of bitstreams: 1 HeygonAraújo.pdf: 4678551 bytes, checksum: 923410aa48c69f8cf3b40b930eaa71fb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-22T16:02:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HeygonAraújo.pdf: 4678551 bytes, checksum: 923410aa48c69f8cf3b40b930eaa71fb (MD5) Previous issue date: 2017-07-13 / The definition of the best sequence on route duplication of freight systems consists of a complex NP-hard problem. There exists a huge variety of meta-heuristics (MH) capable of generating satisfactory solutions. However, it is fastidious to know which MH will produce the best solution for a Duplication Sequence Problem (DSP). This paper proposes a process development methodology which guides to evaluate the best duplication sequence comparing the MH’s performance with existing approaches such as linear analytical method (LAM), and thus to ensure that the system has its capacity maximized in the possible shortest time interval. If this sequence is prioritized incorrectly, it tends to generate wastes such as time and currency in new routes which will not add system capacity in short term. The potential of this methodology is demonstrated by a case study in railways. / A definição da sequência ótima de duplicação em vias de sistemas de transportes de cargas consiste de um problema de complexidade intratável. Existem uma grande variedade de Meta-heurísticas (MHs) capazes de gerar soluções satisfatórias. Entretanto, é fastidioso conhecer a MH que produzirá a melhor solução para um dado Problema de Sequenciamento de Duplicação (PSD) . Não há na literatura uma metodologia para estruturar, planejar e controlar algoritmos e processos na modelagem das variedade de MHs aplicadas para encontrar a solução ótima neste tipo de problema. Este trabalho apresenta uma metodologia de desenvolvimento de processo o qual busca pela sequência ótima de duplicação em um dado sistema de transporte comparando a performance de MH com abordagens existentes, tais como método analítico lineares (MALs), e desta forma garantir que o sistema tenha sua capacidade maximizada no menor intervalo de tempo possível. Caso esta sequência seja priorizada de forma incorreta, a tendência será o desperdício de tempo e dinheiro em novas vias as quais não agrerarão capacidade ao sistema no curto prazo. O potencial desta metodologia é demonstrado através de um estudo de caso em ferrovias.

The present project discusses the application of screening techniques in large-scale simulation models with the purpose of determining whether this kind of procedures could be a substitute for or a complement to simulation-based optimization for bottleneck identification and improvement. Based on sensitivity analysis, the screening techniques consist in finding the most important factors in simulation models where there are many factors, in which presumably only a few or some of these factors are important. The screening technique selected to be studied in this project is Sequential Bifurcation. This method consists in grouping the potentially important factors, dividing the groups continuously depending on the response generated from the model of the system under study. The results confirm that the application of the Sequential Bifurcation method can considerably reduce the simulation time because of the number of simulations needed, which decreased compared with the optimization study. Furthermore, by introducing two-factor interactions in the metamodel, the results are more accurate and may even be as accurate as the results from optimization. On the other hand, it has been found that the application of Sequential Bifurcation could become a problem in terms of accuracy when there are many storage buffers in the decision variables list. Due to all of these reasons, the screening techniques cannot be a complete alternative to simulation-based optimization. However, as shown in some initial results, the combination of these two methods could yield a promising roadmap for future research, which is highly recommended by the authors of this project.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O gerenciamento do tempo nos projetos de construção civil usualmente utiliza algoritmos determinísticos para o cálculo dos prazos de finalização e algoritmos PERT para avaliação da probabilidade de o mesmo terminar até uma determinada data. Os resultados calculados pelos algoritmos tradicionais possuem defasagens nos prazos se comparados aos encontrados na realidade o que vem fazendo com que a simulação venha se tornando uma ferramenta cada vez mais utilizada no gerenciamento de projetos. O objetivo da dissertação é estudar o problema dos prazos de finalização dos projetos desenvolvendo novas técnicas de cálculo que reflitam melhor os prazos encontrados na vida real. A partir disso é criada uma ferramenta prática de gerenciamento do tempo de atividades de projetos de construção enxuta baseada em planilha eletrônica onde serão utilizadas técnicas de simulação a eventos discretos, com base em distribuições de probabilidade como, por exemplo, a distribuição beta. / Time management in construction projects usually use deterministic algorithms to calculate the time of fulfillment, and PERT algorithms to evaluate the probability of such project ending by a certain date. The results achieved by traditional algorithms are not accurate when compared to those found in the field, which is increasing the use of simulation as a tool in project management. The aim of this dissertation is to study the deadline fulfillment problems of projects, developing new calculation techniques that better represent the deadlines found in real life. For such study is developed a practical tool for time management of lean construction projects based on spreadsheet which will be used discrete event simulation techniques based in probability distributions, such as, the beta distribution.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O gerenciamento do tempo nos projetos de construção civil usualmente utiliza algoritmos determinísticos para o cálculo dos prazos de finalização e algoritmos PERT para avaliação da probabilidade de o mesmo terminar até uma determinada data. Os resultados calculados pelos algoritmos tradicionais possuem defasagens nos prazos se comparados aos encontrados na realidade o que vem fazendo com que a simulação venha se tornando uma ferramenta cada vez mais utilizada no gerenciamento de projetos. O objetivo da dissertação é estudar o problema dos prazos de finalização dos projetos desenvolvendo novas técnicas de cálculo que reflitam melhor os prazos encontrados na vida real. A partir disso é criada uma ferramenta prática de gerenciamento do tempo de atividades de projetos de construção enxuta baseada em planilha eletrônica onde serão utilizadas técnicas de simulação a eventos discretos, com base em distribuições de probabilidade como, por exemplo, a distribuição beta. / Time management in construction projects usually use deterministic algorithms to calculate the time of fulfillment, and PERT algorithms to evaluate the probability of such project ending by a certain date. The results achieved by traditional algorithms are not accurate when compared to those found in the field, which is increasing the use of simulation as a tool in project management. The aim of this dissertation is to study the deadline fulfillment problems of projects, developing new calculation techniques that better represent the deadlines found in real life. For such study is developed a practical tool for time management of lean construction projects based on spreadsheet which will be used discrete event simulation techniques based in probability distributions, such as, the beta distribution.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:52:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6571.pdf: 4032074 bytes, checksum: e0d2561f673f9fff989f2b9d7c179d5e (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Financiadora de Estudos e Projetos / This paper aims to diagnose the passenger boarding and landing processes of the Uberlândia airport using the mapping process and computer simulation. The paper presents a review of literature about the airport sector, techniques of mapping process, data collection, queue management and computer simulation. The objective is to analyze each subsystem used by the passenger during their boarding and landing, from the vehicle access areas and check- in counters until the departure lounge and the receipt of baggage. In conclusion, alternatives are proposals to reduce the total time of the passengers in queues, contributing to a possible improvement project for the airport. / O presente trabalho tem como proposta diagnosticar os processos de embarque e desembarque de passageiros no aeroporto de Uberlândia por meio do uso do mapeamento de processo e da simulação computacional. O trabalho apresenta uma revisão da literatura acerca do setor aeroportuário, técnicas de mapeamento de processos, coleta de dados, gestão de filas e simulação computacional. O objetivo é analisar cada subsistema utilizado pelo passageiro durante seu embarque e desembarque, desde as áreas de acesso de veículos e de balcões de check-in até as áreas de embarque e de recebimento de bagagens. Como conclusão são propostas alternativas capazes de reduzir o tempo total dos passageiros em filas, contribuindo para um possível projeto de melhoria para o aeroporto.