This study concerns with the automated structural optimization of an excavator boom. The need for this work arises due to the fact that the preparation of the CAD model, performing finite element analysis and model data evaluation are time consuming processes and require experienced man power. The previously developed software OptiBOOM, which generates a CAD model using a finite set of parameters and then performs a finite element analysis by using a commercial program has been modified. The model parameter generation, model creation, analysis data collection and data evaluation phases are done by the Python and Delphi based computer codes. A global heuristic search strategy such as genetic algorithm is chosen to search different boom models and select an optimum.

Coeliac disease is an intestinal disorder, requiring patients to maintain a life-long gluten-free diet to ensure better health and reduce the risks of osteoporosis, intestinal lymphoma and other associated diseases. Patients must have access to clear information about the disease and about what foods are safe to eat, detect foods that contain gluten and make adjustments that need to be made to their diet. There is very little well designed information currently available for Coeliac patients. Eating out and shopping in supermarkets can become a nightmare. A User-centred design approach was used to generate information and insights on the Coeliac disease and patients' needs to conceptualise, design and evaluate an information handbook that is both functional and pleasurable to use. Questionnaires, interviews and focus groups were used to generate empirical data that guided a participative design process before the evaluation of the handbook. This project consists of a handbook as practical work that represents the main body of applied research. The practical work and the exegesis constitute 50% each of the thesis value.

O processo de produção, no ambiente da Construção Civil, é abordado segundo certos princípios gerenciais que absorvem conceitos vindo da Engenharia de Produção. Para obter a qualidade na produção, pelo critério competitivo que envolve prazos e confiabilidade de entrega, é fundamental a integração entre o projeto do produto e a produção através do projeto da produção. O processo de planejamento, no contexto do projeto da produção, requer o uso de ferramentas de suporte à tomada de decisão, fazendo da programação uma etapa essencial para o ganho de consistência deste processo decisório. A pesquisa trata da programação de projetos com limitação de recursos, a fim de encontrar uma boa solução para o problema de programação de forma simples e satisfatória. O método utiliza como ferramenta de apoio o software Microsoft Project para manipular os projetos com mais agilidade e flexibilidade, considerando as regras de prioridades que são usadas a depender dos critérios gerenciais adotados pelas empresas. O método é baseado na classe de procedimentos heurísticos: Job Oriented Heuristic Scheduling, já que o grau de prioridade dos projetos orienta o desenvolvimento da programação conjunta, denominada Programação multi-projetos. / The production process in the Civil Construction environment is approached according to some management principles that reinforce concepts from Production Engineering. To obtain Quality in production through the competitive criterion, which comprehends fast delivery time and on-time delivery, it is fundamental the integration between Product Design and production through Production Design. The planning process requires the use of procedures to support the decision-making process concerning global production systems in construction companies. Thus scheduling would be an essential stage for the acquisition of decision consistence. This dissertation deals with the resource-constrained Project Scheduling Problem using a heuristic method based on priority rules. Heuristic procedures are used to obtain a good solution to the problem in a practical and satisfactory way. The method uses Microsoft Project as a supporting tool to deal with the projects with more agility and flexibility. The priority rules are based on management criteria adopted by the companies. The method is based on the category of heuristic procedures known as Job Oriented Heuristic Scheduling, since the project priority degrees orient the steps of the multi-project scheduling.

This thesis is aimed on time frame distribution task. In the theoretical part is described the mathematical model of this task and introduced in detail two concrete heuristics: greedy look-ahead and AKRed. In the practical part of the thesis has been a real situation solved with using of sophisticated optimalization software and through own implemented heuristic. These two solution are then compared each other and applicability of each heuristics for the given real problem is evaluated.

Organizações eficientes são aquelas que conseguem manter equilibradas as vertentes de qualidade, custo e tempo. Em relação ao último, existem várias etapas da cadeia produtiva nas quais o tempo deve ser monitorado. Quando a programação da produção nas indústrias não é priorizado, pode-se incorrer vários efeitos negativos. Um deles, é o atraso em relação à data de entrega, no qual a corporação pode sofrer penalidades financeiras, além de uma exposição negativa para a marca, a qual pode ter sua credibilidade contestada. Dessa forma, essa pesquisa tem por objetivo propor métodos construtivos, que minimize a medida de desempenho total tardiness (atraso total). Para aproximar o método à realidade vivenciada pelas indústrias, será considerada a restrição de manutenção preventiva. Além disso, o ambiente de estudo será o contexto de no-wait flowshop, no qual as tarefas são processados continuamente e sem que haja interrupções entre uma operação e outra de uma mesma tarefa. Além da proposição de métodos construtivos para a resolução do problema, apresenta-se uma metaheurística como forma de demostrar como pode-se aprimorar os resultados gerado pelos métodos construtivos. Experimentações computacionais foram elaboradas e realizadas para comparação dos algoritmos. Dentre as heurísticas construtivas a que apresentou melhor desempenho foi a \"EDD + NEH + LS1 + LS2\'\', na qual utiliza uma lógica de inserção. A metaheurística proposta é baseada no procedimento IG (iterated greedy), sendo que há melhora de resultado em relação as heurísticas construtivas. Assim, espera-se que essa pesquisa possa ser utilizada e aplicada pela indústria de manufatura para aumentar a efetividade da programação da produção. / Efficient organizations are those that manage to keep the quality, cost and time strands balanced. With respect to the variable time, there are several stages of the production chain in which it must be monitored. When scheduling in companies is not prioritized, several negative effects incur. One of them is the delay in relation to the due date, for which the corporation can suffer financial penalties, in addition to a negative exposure to the brand, which may have its credibility challenged. Therefore, this research aims to propose constructive methods, which minimizes the performance criterion of total tardiness. In order to approximate the method to the reality of the industries, preventive maintenance constraints will be considered. And the environment of the study will be the no-wait flowshop, in which jobs are processed continuously and without interruptions between one operation and another of the same job. In addition to proposing constructive methods to solve the problem, a metaheuristic is presented as a way of demonstrating how to improve the results generated by the constructive methods. Computational experiments were elaborated and performed for comparison of the algorithms. Among the constructive heuristics that presented the best performance was \"EDD + NEH + LS1 + LS2\", in which it uses an insertion logic. The proposed metaheuristic is based on the IG (iterated greedy) procedure, and there is an improvement of the result in relation to the constructive heuristics. Thus, it is expected that this research can be used and applied by the manufacturing industry to increase the effectiveness of scheduling.

Este trabalho aborda o problema de programação de tarefas, a partir de um caso específico, conhecido como Flow Shop com buffer zero. O problema consiste em programar n tarefas em m máquinas no ambiente Flow Shop permutacional. Com o aumento do nível de exigência dos clientes, pesquisas que buscam o atendimento das datas de entrega têm se tornado de extrema importância em ambientes de manufatura. Este trabalho analisa o problema de minimização do atraso total no ambiente Flow Shop onde não existe a possibilidade de armazenagem das tarefas entre estágios de produção sucessivos (buffer zero), tendo como consequência o bloqueio de máquinas. A Heurística Evolutiva Clustering Search foi proposta e analisada para a obtenção de soluções de altíssima qualidade para o problema. Finalmente, uma extensa experimentação computacional foi realizada. Quando comparado com o melhor método reportado na literatura, o método proposto apresentou qualidade superior. / This work deals with the Flow Shop scheduling problem. The objective is scheduling n jobs on m machines in the Permutation Flow Shop environment. With the increasing customer demand level, researches that aims the attendance of due dates have become extremely important in manufacturing process. This work studies the total tardiness minimization problem in the flow shop environment where there is no buffer storage between machines, resulting in the machine block. The Heuristic Evolutionary Clustering Search was proposed and analyzed to obtain high quality solutions to the problem. Finally, an extensive computational experiment was performed. When compared to the best method reported in the literature, the proposed method showed high quality.

Neste trabalho é abordado o problema da programação da produção em ambiente flow shop permutacional, tendo como objetivo analisar dois critérios de otimização: o primeiro critério é a minimização do tempo total de programação da produção (makespan), e o segundo é a minimização do tempo total de fluxo (total flowtime). Estes objetivos são relevantes para a dinâmica do ambiente de produção, porque enquanto que a minimização do makespan tende a melhorar a utilização dos recursos produtivos, a minimização do total flowtime conduz a um menor estoque em processo. Por este motivo, estes problemas tem atraído a atenção de vários pesquisadores ao longo dos anos. Neste sentido, será realizado uma revisão do estado da arte e novas heurísticas construtivas serão propostas para gerarem soluções de qualidade para ambos os problemas estudados. Com este objetivo, uma extensa experimentação computacional foi realizada para fins de comparação e avaliação dos métodos propostos com os melhores métodos heurísticos reportados da literatura. / This work addresses the scheduling problem in permutation flow shop environment, having as objective to analyze two optimization criteria: the first criterion is to minimize the makespan, and the second is to minimize the total flow time. These objectives are relevant to the dynamics of the production environment, because while minimizing the makespan tends to improve the resources utilization, minimizing the total flowtime leads to a lower in-process inventory. For this reason, these problems have attracted the attention of many researchers over the years. In this regard, will be performed a review of the state of the art and new constructive heuristics will be proposed to generate quality solutions for both problems in consideration. For this purpose, an extensive computational experiment was performed for comparison and evaluation of the proposed heuristics with the best heuristic methods reported in the literature.

Este trabalho aborda o problema de programação de tarefas, a partir de um caso específico, conhecido como Flow Shop com buffer zero. O problema consiste em programar n tarefas em m máquinas no ambiente Flow Shop permutacional. Com o aumento do nível de exigência dos clientes, pesquisas que buscam o atendimento das datas de entrega têm se tornado de extrema importância em ambientes de manufatura. Este trabalho analisa o problema de minimização do atraso total no ambiente Flow Shop onde não existe a possibilidade de armazenagem das tarefas entre estágios de produção sucessivos (buffer zero), tendo como consequência o bloqueio de máquinas. A Heurística Evolutiva Clustering Search foi proposta e analisada para a obtenção de soluções de altíssima qualidade para o problema. Finalmente, uma extensa experimentação computacional foi realizada. Quando comparado com o melhor método reportado na literatura, o método proposto apresentou qualidade superior. / This work deals with the Flow Shop scheduling problem. The objective is scheduling n jobs on m machines in the Permutation Flow Shop environment. With the increasing customer demand level, researches that aims the attendance of due dates have become extremely important in manufacturing process. This work studies the total tardiness minimization problem in the flow shop environment where there is no buffer storage between machines, resulting in the machine block. The Heuristic Evolutionary Clustering Search was proposed and analyzed to obtain high quality solutions to the problem. Finally, an extensive computational experiment was performed. When compared to the best method reported in the literature, the proposed method showed high quality.

Orientador: Alexandre César Rodrigues da Silva / Resumo: Neste trabalho foram programados dois algoritmos descritos na literatura denominados de XOR e MDM que realizam a síntese de circuitos reversíveis a partir da tabela verdade. Programou-se também algoritmos relacionados com a otimização pós-síntese, denominados Greedy, Simulated Annealing e Variable Neighbourhood Descent, que empregam métodos heurísticos e regras de reescrita, cujo objetivo é reduzir a quantidade de portas lógicas reversíveis do circuito sintetizado. A contribuição deste trabalho foi o emprego do método Divisão que divide o circuito sintetizado em vizinhanças e aplica o método Simulated Annealing ou Variable Neighbourhood Descent nas partes do circuito. Os métodos de otimização implementados foram comparados utilizando como testes 42 circuitos. Constatou-se que os métodos Simulated Annealing e Variable Neighbourhood Descent em conjunto com o método Divisão geraram circuitos menores. Além disso, o algoritmo que aplica a meta-heurística Simulated Annealing comparado ao Variable Neighbourhood Descent obteve menor quantidade de portas em 7 dos 42 circuitos, mesmo custo em 29 circuitos e pior custo em 6. / Abstract: In this work, two algorithms described in the literature denominated of XOR and MDM are programmes that realize the synthesis of reversible circuits from the truth table. It has been programmed also algorithms related to the post-synthesis optimization, called Greedy, Simulated Annealing and Variable Neighbourhood Descent, which use heuristic methods and rewriting rules, whose objective is to reduce the number of reversible logic gates of the synthesized circuit. The contribution of this work was the use of the Division method that divides the synthesized circuit into neighborhoods and applies the Simulated Annealing or Variable Neighbourhood Descent method in the circuit parts. The implemented optimization methods were compared using 42 circuits as a test. It was found that the Simulated Annealing and Variable Neighborhood Descent methods together with the Division method generated smaller circuits. Furthermore, the algorithm that applies the Simulated Annealing meta-heuristic compared to the Variable Neighbourhood Descent obtained the lowest number of gates in 7 of the 42 circuits, even cost in 29 circuits and the worst cost in 6. / Mestre

Neste trabalho é abordado o problema da programação da produção em ambiente flow shop permutacional, tendo como objetivo analisar dois critérios de otimização: o primeiro critério é a minimização do tempo total de programação da produção (makespan), e o segundo é a minimização do tempo total de fluxo (total flowtime). Estes objetivos são relevantes para a dinâmica do ambiente de produção, porque enquanto que a minimização do makespan tende a melhorar a utilização dos recursos produtivos, a minimização do total flowtime conduz a um menor estoque em processo. Por este motivo, estes problemas tem atraído a atenção de vários pesquisadores ao longo dos anos. Neste sentido, será realizado uma revisão do estado da arte e novas heurísticas construtivas serão propostas para gerarem soluções de qualidade para ambos os problemas estudados. Com este objetivo, uma extensa experimentação computacional foi realizada para fins de comparação e avaliação dos métodos propostos com os melhores métodos heurísticos reportados da literatura. / This work addresses the scheduling problem in permutation flow shop environment, having as objective to analyze two optimization criteria: the first criterion is to minimize the makespan, and the second is to minimize the total flow time. These objectives are relevant to the dynamics of the production environment, because while minimizing the makespan tends to improve the resources utilization, minimizing the total flowtime leads to a lower in-process inventory. For this reason, these problems have attracted the attention of many researchers over the years. In this regard, will be performed a review of the state of the art and new constructive heuristics will be proposed to generate quality solutions for both problems in consideration. For this purpose, an extensive computational experiment was performed for comparison and evaluation of the proposed heuristics with the best heuristic methods reported in the literature.