Made available in DSpace on 2014-07-29T14:57:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Carine Rodrigues da Costa.pdf: 991478 bytes, checksum: 516faf301aac129df1d69068892a5ea9 (MD5) Previous issue date: 2011-03-30 / The necessity of solving optimization problems in a reasonable computational time limit makes the development of heuristics be a large research area. Usually, developed heuristics for optimization problems are empirically evaluated by its application to a set of specific instances, comparing to quality solution and computational efforts. Besides, when presenting a new heuristic, the contributions should be scientifically evaluated and reported in an objective way. The quality of a computational experiment report may become evident the difficulty to reproduce the experiment or compare the results with those of other experiments. Part of the origin of these issues comes from the fact that there is no standard for reporting experiments in Computer Science. Therefore, the focus of this work is to investigate methods of conducting experimental research with heuristics, to examine what methods are more favorable and consistent in evaluating these. Thus, the investigation resulted in a compilation with contribution of several authors, which consisted in identifying a set of recommendations, including the formulation of a checklist representing the summary form of all the items that were seen in this study. The results of this review served as the basis for definitining the research and leading a sample study, which consisted in analysis of articles that deal with the Quadratic Assignment Problem (QAP), by checking the necessary items for understanding, reproduction and comparison of the performed experiments. / A necessidade de resolver problemas de otimização em um limite razoável de tempo computacional faz com que o desenvolvimento de heurísticas seja uma grande área de pesquisa. Usualmente, heurísticas desenvolvidas para problemas de otimização são avaliadas empiricamente, pela sua aplicação a um conjunto de instâncias específicas, comparando qualidade da solução e esforços computacionais. Além disso, ao se apresentar uma nova heurística, as contribuições devem ser avaliadas cientificamente e relatadas de uma maneira objetiva. Ao descrever um experimento computacional e relatar os resultados obtidos do mesmo, pode ficar evidente a dificuldade de reproduzir o experimento ou comparar os resultados obtidos com os de outros experimentos. Parte da origem dessas questões vem do fato de que não há padrão para o relato de experimentos na área de Computação. Portanto, o foco deste trabalho é investigar métodos de condução de pesquisa experimental com heurísticas, para analisar quais são os mais favoráveis e consistentes na avaliação destas. Desta forma, a investigação resultou em uma compilação com a contribuição de diversos autores, em que consistiu na identificação de um conjunto de recomendações, com a elaboração de um checklist, representando de forma sumarizada todos os itens vistos nesta pesquisa. Os resultados dessa revisão serviram como base para a definição da pesquisa e condução de um estudo exemplo, que consistiu na análise de artigos que tratam do Problema de Atribuição Quadrática (PAQ), com a verificação dos itens necessários para compreensão, reprodução e comparação dos experimentos realizados.

A consideração de condicionantes espaciais em modelos de otimização matemática para lidar com o manejo de florestas públicas e privadas é cada vez mais comum. Um desses condicionantes é a imposição de corredores de conectividade para o abrigo e movimentação da fauna e flora, principalmente devido ao elevado grau de fragmentação das áreas de vegetação nativa, o qual exerce um forte impacto na probabilidade de sobrevivência de várias espécies no longo prazo. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de metodologias auxiliares que permitam ao gestor florestal garantir uma conectividade mínima entre fragmentos de vegetação nativa utilizando unidades de manejo da floresta de produção com determinadas características, interligando fragmentos adjacentes a floresta de produção concomitantemente com a produção de bens e serviços florestais. Duas técnicas foram consideradas; um modelo matemático de programação linear inteira mista e uma heurística denominada heurística da RazãoR. Os dois métodos consideraram o estabelecimento de corredores de conectividade em todos os períodos do horizonte de planejamento simultaneamente, e as equações inseridas permitem ao gestor controlar a qualidade das unidades de manejo aptas a formar o corredor. O modelo de programação linear inteira mista proposto para resolução desse problema faz uso de uma importante propriedade da programação em redes, permitindo a inserção das restrições de conectividade sem adicionar variáveis binárias além daquelas necessárias ao modelo sem conectividade. A solução ótima foi obtida tanto o problema com incorporação de conectividade como para o problema sem conectividade, sendo a diferença entre valores das respectivas funções objetivo o custo de oportunidade do estabelecimento dos corredores. Na heurística da RazãoR, utilizou-se um algoritmo recursivo baseado na Teoria de Grafos e na programação dinâmica para se avaliar o déficit de conectividade das soluções. Dois estudos de caso foram utilizados para a aplicação das técnicas propostas, uma fazenda de uma empresa de celulose do estado de São Paulo, denominada Fazenda Empresarial, e o Parque Estadual Anhanguera. Os dois métodos alcançaram o objetivo de elaborar planos otimizados de manejo florestal estabelecendo uma conectividade mínima entre os fragmentos de vegetação nativa. O custo avaliado para o estabelecimento da conectividade da Fazenda Empresarial foi de 0,051% do valor da função objetivo do problema sem conectividade. A heurística mostrou-se eficaz em encontrar ótimas soluções viáveis, com valores da função objetivo variando de 99,71% a 99,83% do valor encontrado pelo modelo de programação linear inteira mista, após um número médio de 48 iterações. Entretanto, o tempo médio para a heurística encontrar uma solução para o problema foi de dez minutos e vinte e cinco segundos, sendo cinco vezes superior ao tempo necessário para o modelo matemático retornar a solução ótima (um minuto e cinqüenta e quatro segundos). A provável causa do baixo desempenho da heurística em termos de tempo para encontrar uma solução se encontra no método de programação que não buscou gerar um código rápido, deixando espaço no futuro para melhorias quando problemas de maior escala precisem ser resolvidos e a solução de grandes problemas de programação linear inteira mista não possa ser encontrada pelos softwares convencionais. / The consideration of spatial constraints into mathematical optimization models to deal with the management of public and private forests is increasingly common. Due to the increasing fragmentation of natural forests and decreasing species survival\'s probability, an important constraint considers the existence of corridors that work as shelters to allow for the movement and exchange of fauna and flora species. The aim of this paper is the development of auxiliary methodologies to support forest manager in creating a minimal net of corridors formed by industrial forest stands with certain characteristics that connect industrial stands and still conciliate production and environmental concerns. Two techniques were considered; a mixed integer linear programming model and a heuristic procedure called the R-ratio method. Both techniques dealt with the simultaneous incorporation of connectivity corridors over all planning periods in the planning horizon, and allowed the manager to control the quality of the forest stands that can take part of the corridors. The mixed integer linear programming model created to solve this problem relies on an important property of network optimization models, allowing the insertion of the connectivity restrictions without increasing the number of binary variables already present in the model with no connectivity constraints. The optimal solution was achieved in both models, and the difference between the two objective functions revealed the opportunity cost of establishing the corridors. In the R-ratio heuristic, a recursive algorithm based on Graph Theory and on dynamic programming was used. The technique was applied in two cases, a farm of a owned by a pulpwood company in the State of São Paulo, referred to as the Company Farm, and the Anhanguera Forest State Park. Both methods optimized the objective and produced forest management plans that resulted in minimal connectivity among all fragments of native forests. The cost of creating corridor on the Company Farm represents 0,051% of the total objective function value for the no connectivity formulation. The R-ratio heuristic was effective in finding good viable solutions to the problem, with values to the objective function varying from 99,71% to 99,83% of the value found to the optimal solution of a mixed integer linear programming, after an average of 48 iterations. Meanwhile, the heuristic took an average time of ten minutes and twenty five seconds to find a viable good viable solution, representing five times the time required by the mixed integer formulation to find an optimal solution. The probable cause of this low performance in terms of time to find a solution is that the heuristic was not programmed to efficiently generate fast executable codes, leaving space for future improvements if necessary when dealing with large scale problems and in the absence of conventional software capable of dealing with large scale mixed integer linear programming problems.

This thesis deals with optimization problems of the parcels distribution. This issue can be solved on the ground of traveling salesman problem whose mathematical and economic model, including their modifications, are presented in the theoretical part of the thesis. We can solve these problems by using exact methods, heuristic and metaheuristic algorithms. In the theoretical part are described traveling salesman problem, traveling salesman problem with time windows, traveling salesman problem with multiple time windows and dynamic traveling salesman problem including possible ways of solution. In the practical part we can find application of problems on the real example, when we are finding the shortest possible route for the PPL's employee under different assumptions. The solution is obtained by using solver Gurobi within the modelling system MPL for Windows. In conclusion of the thesis the results are summarized and models are compared with each other.

Avec l’augmentation progressive de la population dans les grandes villes, comme Paris, nous prévoyons d’ici 2050 une augmentation de 50% du trafic routier. En considérant les embouteillages et la pollution que cette augmentation va générer, on voit clairement la nécessité de nouveaux système de mobilité plus durables, comme le covoiturage, ou plus généralement toute la mobilité partagée. En parlant de mobilité partagée, ce n’est pas seulement le partage de trajets de personnes qui ont le même itinéraire au même temps, elle inclut aussi les marchandises.Cette thèse aborde le défi de la synchronisation des flux de passagers et de marchandises dans les systèmes de mobilité urbaine et elle vis à développer des méthodes d’optimisation pour que cette synchronisation dans la mobilité partagée soit faisable. Plus précisément, elle aborde les questions de recherche suivantes:*Q1: Quelles sont les variantes des systèmes de mobilité partagée et comment les optimiser?*Q2: Comment synchroniser les déplacements de personnes et quels gains cette synchronisation peut-elle générer?*Q3: Comment combiner les flux de passagers et de fret et quels sont les avantages attendus?*Q4: Quels sont les effets de l'incertitude sur la planification et l'exploitation de systèmes de mobilité partagée?Dans un premier temps, nous étudions les différentes variantes des systèmes de mobilité partagée et nous les classifions en fonction de leurs modèles, caractéristiques, approches de résolution et contexte d'application. En se basant sur cette revue de littérature, nous identifions deux problèmes de mobilité partagés, que nous considérons en détails dans cette thèse et nous développons des méthodes d'optimisation pour les résoudre.Pour synchroniser les flux de passagers, nous étudions un modèle de covoiturage en utilisant les véhicules autonomes, personnels et partagés, et des points de rencontre où la synchronisation entre passagers peut avoir lieu. Pour cela, une méthode heuristique en deux phases est proposée et une étude de cas sur la ville de New York est présentée.Ensuite, nous développons un modèle d’optimisation qui combine les flux de passagers et de marchandises dans une région urbaine. Le but de ce modèle est d’utiliser les capacités disponibles sur une ligne de transport fixe pour transporter les passagers et des robots transportant des petits colis à leurs destinations finales en considérant que la demande de passagers est stochastique. Les résultats obtenus montrent que les solutions proposées par ces deux modèles peuvent conduire à une meilleure utilisation des systèmes de transport dans les régions urbaines. / The rise of research into shared mobility systems reflects emerging challenges, such as rising urbanization rates, traffic congestion, oil prices and environmental concerns. The operations research community has turned towards more sharable and sustainable systems of transportation. Although shared mobility comes with many benefits, it has some challenges that are restricting its widespread adoption. More research is thus needed towards developing new shared mobility systems so that a better use of the available transportation assets can be obtained.This thesis aims at developing efficient models and optimization approaches for synchronizing people and freight flows in an urban environment. As such, the following research questions are addressed throughout the thesis:*Q1: What are the variants of shared mobility systems and how to optimize them?*Q2: How can people trips be synchronized and what gains can this synchronization yields?*Q3: How can people and freight flows be combined and what are the intended benefits?*Q4: What impacts uncertainty can have on planning and operating shared mobility systems?First, we review different variants of the shared mobility problem where either (i) travelers share their rides, or (ii) the transportation of passengers and freight is combined. We then classify these variants according to their models, solution approaches and application context and We provide a comprehensive overview of the recently published papers and case studies. Based on this review, we identify two shared mobility problems, which we study further in this thesis.Second, we study a ridesharing problem where individually-owned and on-demand autonomous vehicles (AVs) are used for transporting passengers and a set of meeting points is used for synchronizing their trips. We develop a two-phase method (a pre-processing algorithm and a matching optimization problem) for assessing the sharing potential of different AV ownership models, and we evaluate them on a case study for New York City.Then, we present a model that integrates freight deliveries to a scheduled line for people transportation where passengers demand, and thus the available capacity for transporting freight, is assumed to be stochastic. We model this problem as a two-stage stochastic problem and we provide a MIP formulation and a sample average approximation (SAA) method along with an Adaptive Large Neighborhood Search (ALNS) algorithm to solve it. We then analyze the proposed approach as well as the impacts of stochastic passengers demand on such integrated system on a computational study.Finally, we summarize the key findings, highlight the main challenges facing shared mobility systems, and suggest potential directions for future research.

O problema do sequenciamento da produção diz respeito à alocação das tarefas nas máquinas em um ambiente de fabricação, o qual vem sendo amplamente estudado. O sequenciamento pode variar em tamanho e complexidade dependendo do tipo de ambiente onde ele é aplicado, do número e tipos de restrições tecnológicas e da função objetivo do problema. A utilização de métodos de decisão para a solução de problemas de sequenciamento na indústria depende de modelos que sejam capazes de oferecer soluções para os problemas reais, que geralmente envolvem diversas restrições, os quais devem ser considerados simultaneamente. No presente trabalho o problema de sequenciamento da produção em ambientes flow shop permutacionais, com bloqueio com buffer zero, e com tempos de setup dependente da sequência e da máquina, com o objetivo de minimização do makespan é estudado, sendo este considerado um problema NP-Completo. O problema é pouco explorado na literatura. No presente trabalho é apresentado um procedimento de cálculo para o makespan e três métodos de solução para o problema: quatro limitantes inferiores para o procedimento Branch-and-Bound; quatro modelos MILP, sendo dois deles adaptados; e 28 modelos heurísticos construtivos adaptados para o problema. Os métodos desenvolvidos baseiam-se em propriedades matemáticas do problema que são apresentadas neste trabalho como limitante inferior e limitante superior. Dentre todos os modelos MILP, o modelo adaptado RBZBS1 obteve os melhores resultados para os problemas menores e o modelo desenvolvido TNZBS1 obteve os melhores desvios relativos médios do makespan para os problemas maiores, que não foram resolvidos dentro do limite de tempo computacional estipulado. O limitante inferior para o Branch-and-Bound LBTN2 foi melhor que os demais tanto no tempo computacional e no número de nós explorados como também no número de problemas não resolvidos e no desvio relativo médio do makespan. Foi realizado uma comparação entre o melhor modelo MILP e o melhor limitante inferior para o Branch-and-Bound, sendo que o último obteve melhores resultados para os problemas testados. Entre os métodos heurísticos adaptados, o PF foi o que obteve, de uma forma geral, os melhores resultados em todas as fases. / Production scheduling is defined as a problem of allocating jobs in machines in a production environment and it has been largely studied. The scheduling can vary in difficulty and complexity depending on the environment, the variety and types of technological restraints and the objective function of the problem. The use of decision making methods to solve scheduling problems in the industry needs models that are capable to solve real problems, that usually involve a big variety of restraints that have to be simultaneously studied. At the present work the scheduling problem in a permutational flow shop environment, considering blocking with zero buffer, and sequence and machine dependent setup times, with the objective of minimizing makespan is studied, which is considered a NP-Complete problem and little explored in literature. The work presents a calculation procedure for the makespan and three solution methods for the problem: four lower bounds for the Branch-and-Bound procedure; four MILP models, two of which are adapted; and 28 constructive heuristic methods adapted to the problem. The methods developed are based on mathematical properties of the problem that are presented in this work as a lower bound and an upper bound. Among all the MILP models, the adapted model RBZBS1 was the one to obtain the best results for the smaller problems, and the developed model TNZBS1 obtained the smallest mean relative deviation of the makespan for the bigger problems that were not solved within the specified computational time limit. The lower bound for the Branch-and-Bound LBTN2 obtained smaller computational times and number of explored nodes as well as the number of unsolved problems and the mean relative deviation for the makespan than all other lower bounds. Also, a comparison among the best MILP model and the best lower bound for the Branch-and-Bound was performed, being that the last obtained better results for the tested problems. Among the adapted heuristic methods, the PF heuristic was the one that obtained, in general, the better results in all phases.

This diploma thesis is focused on Using Activation Methods by Students on the Faculty of Education of University of South Bohemia in České Budějovice in their running and continuous educational stays. In a theoretical part there are described educational methods, the attention is focused on activation methods. There are described individual types of these methods, functions, individual phases and concrete examples. A practical part is focused on concrete using of activation methods during running and continuous educational stays. In the diploma thesis was used the method of questionnaire. The aim of this thesis was getting answers on research questions.

O problema do sequenciamento da produção diz respeito à alocação das tarefas nas máquinas em um ambiente de fabricação, o qual vem sendo amplamente estudado. O sequenciamento pode variar em tamanho e complexidade dependendo do tipo de ambiente onde ele é aplicado, do número e tipos de restrições tecnológicas e da função objetivo do problema. A utilização de métodos de decisão para a solução de problemas de sequenciamento na indústria depende de modelos que sejam capazes de oferecer soluções para os problemas reais, que geralmente envolvem diversas restrições, os quais devem ser considerados simultaneamente. No presente trabalho o problema de sequenciamento da produção em ambientes flow shop permutacionais, com bloqueio com buffer zero, e com tempos de setup dependente da sequência e da máquina, com o objetivo de minimização do makespan é estudado, sendo este considerado um problema NP-Completo. O problema é pouco explorado na literatura. No presente trabalho é apresentado um procedimento de cálculo para o makespan e três métodos de solução para o problema: quatro limitantes inferiores para o procedimento Branch-and-Bound; quatro modelos MILP, sendo dois deles adaptados; e 28 modelos heurísticos construtivos adaptados para o problema. Os métodos desenvolvidos baseiam-se em propriedades matemáticas do problema que são apresentadas neste trabalho como limitante inferior e limitante superior. Dentre todos os modelos MILP, o modelo adaptado RBZBS1 obteve os melhores resultados para os problemas menores e o modelo desenvolvido TNZBS1 obteve os melhores desvios relativos médios do makespan para os problemas maiores, que não foram resolvidos dentro do limite de tempo computacional estipulado. O limitante inferior para o Branch-and-Bound LBTN2 foi melhor que os demais tanto no tempo computacional e no número de nós explorados como também no número de problemas não resolvidos e no desvio relativo médio do makespan. Foi realizado uma comparação entre o melhor modelo MILP e o melhor limitante inferior para o Branch-and-Bound, sendo que o último obteve melhores resultados para os problemas testados. Entre os métodos heurísticos adaptados, o PF foi o que obteve, de uma forma geral, os melhores resultados em todas as fases. / Production scheduling is defined as a problem of allocating jobs in machines in a production environment and it has been largely studied. The scheduling can vary in difficulty and complexity depending on the environment, the variety and types of technological restraints and the objective function of the problem. The use of decision making methods to solve scheduling problems in the industry needs models that are capable to solve real problems, that usually involve a big variety of restraints that have to be simultaneously studied. At the present work the scheduling problem in a permutational flow shop environment, considering blocking with zero buffer, and sequence and machine dependent setup times, with the objective of minimizing makespan is studied, which is considered a NP-Complete problem and little explored in literature. The work presents a calculation procedure for the makespan and three solution methods for the problem: four lower bounds for the Branch-and-Bound procedure; four MILP models, two of which are adapted; and 28 constructive heuristic methods adapted to the problem. The methods developed are based on mathematical properties of the problem that are presented in this work as a lower bound and an upper bound. Among all the MILP models, the adapted model RBZBS1 was the one to obtain the best results for the smaller problems, and the developed model TNZBS1 obtained the smallest mean relative deviation of the makespan for the bigger problems that were not solved within the specified computational time limit. The lower bound for the Branch-and-Bound LBTN2 obtained smaller computational times and number of explored nodes as well as the number of unsolved problems and the mean relative deviation for the makespan than all other lower bounds. Also, a comparison among the best MILP model and the best lower bound for the Branch-and-Bound was performed, being that the last obtained better results for the tested problems. Among the adapted heuristic methods, the PF heuristic was the one that obtained, in general, the better results in all phases.

Elektronische und elektrische Systeme stellen seit einigen Jahren einen zunehmenden Anteil an den Gesamtproduktionskosten von Personenkraftfahrzeugen. Laut Prognosen wird sich diese Entwicklung zwar abschwächen, jedoch wird der Wertschöpfungsanteil der Elektronik am Fahrzeug weiter zunehmen. Die hier vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit leistungselektronischen Subsystemen in PKW, die aufgrund der benötigten Chipfläche der Halbleiter kostenintensiv sind. Ziel der Arbeit ist es, Strukturen zu entwickeln und zu untersuchen, die es ermöglichen, mehrere Verbraucher in einer solchen Struktur zu betreiben und dadurch Leistungshalbleiter einzusparen. In einer Analyse werden die derzeitige Struktur der Verbraucher im Fahrzeug, die dazugehö-rige Elektronik und die zeitlichen Abhängigkeiten der Verbraucher untereinander dargestellt. Die Analyse kommt zu dem Schluss, dass die Verbraucher im Fahrzeug auf den jeweiligen Einsatzzweck hin optimiert sind. Dadurch sind sie kostengünstig und einfach aufgebaut. Ge-meinsamkeiten, die für eine Vereinheitlichung der Leistungselektronik genutzt werden kön-nen, können unter Beachtung der betrachteten Systeme gefunden werden. Daraus werden Anforderungen an alternative leistungselektronische Strukturen formuliert. In der Arbeit werden zwei leistungselektronische Schaltungen untersucht, die den Forderun-gen nach einer Einsparung von Leistungshalbleitern gerecht werden. Bei der matrixförmigen Vernetzungsschaltung sind die Versorgungsleitungen in Zeilen und Spalten angeordnet, zwi-schen denen die Verbraucher angeschlossen sind. Bei der linearen Vernetzungsschaltung be-nutzen alle an einer Struktur angeschlossenen Verbraucher teilweise eine gemeinsame und eine individuelle Leistungselektronik. Dabei wird ein geringerer Vernetzungsgrad erreicht. Bei der matrixförmigen Vernetzungsschaltung wird ein hoher Vernetzungsgrad erzielt. Hier-bei kann eine Vielzahl von Verbrauchern mit vergleichsweise wenig Leistungselektronik be-trieben werden. Der hohe Vernetzungsgrad hat Bedingungen an die Anordnung der in der Struktur befindlichen Verbraucher zur Folge, die es nur bei kleinen Strukturen ermöglichen ohne Hilfsmittel eine optimale Struktur zu entwerfen. Für größere Strukturen werden Me-thoden benötigt, um die Anordnung der Verbraucher so zu gestalten, dass die Bedingungen an den gleichzeitigen Betrieb in der Applikation erfüllt werden können. Diese Aufgabe entspricht dem mathematischen Problemkreis der kombinatorischen Optimierung. Als Lösungsmethoden werden die Ganzzahlige Lineare Programmierung, die in jedem Fall ein exaktes Ergebnis er-reicht, und Genetische Algorithmen verwendet, die auch bei sehr großen Strukturen ein opti-miertes Ergebnis erzielen können. Die Genetischen Algorithmen werden in dieser Arbeit auf das Problem und dessen Darstellung angepasst, und die Ergebnisse der Optimierung mit de-nen der exakten Verfahren verglichen. Ergebnisse zeigen, dass die auf die Problemstellung angepassten Genetischen Algorithmen mit hoher Sicherheit das globale Optimum finden. Es werden matrixförmige und lineare Strukturen für eine Sitzsteuerung und eine Klappen-verstellung einer Klimaanlage entworfen, mit den beschriebenen Methoden optimiert und nachfolgend bewertet. In der Bewertung wird gezeigt, dass die entworfenen alternativen Strukturen den konventionellen teilweise überlegen sind und je nach elektronischem System zu einer deutlichen Kosteneinsparung führen können. In den untersuchten Systemen hat sich die lineare Struktur als besonders vorteilhaft herausgestellt.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:50:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5182.pdf: 6075915 bytes, checksum: 91596b4ab6b9108e05799c5f3c87831d (MD5) Previous issue date: 2013-05-17 / Financiadora de Estudos e Projetos / The object of this study are combined problems of the Vehicle Routing Problem and the Container Loading Problem, recently addressed as Integrated Vehicle Routing and Loading Problems. In these problems, the objective is to optimize simultaneously the planning of the vehicles routes and the arrangement of the cargo inside them, while considering a series of practical constraints from both vehicle routing and container loading. The objectives of this study are: (i) to study the integration between the Vehicle Routing Problem and the Container Loading Problem; (ii) to develop mathematical programming models to represent Integrated Vehicle Routing and Loading Problems; (iii) to develop and implement heuristics and metaheuristics to solve some of these problems; (iv) to analyze and compare the performance of the proposed models, by means of modeling languages and optimization solvers, as well as the heuristic methods, when solving instances from the literature and real-world situations. Besides being hard and relatively less studied problems, the main reason for this study is that with effective solution methods for optimizing the vehicle routing and the cargo loading, operational and tactical decisions could be made with more reliability, accuracy, quickness and with less uncertainty in real situations, besides of an improved use of the staff tasked to load and unload the cargo. On the other hand, these methods can also be usefull to reduce fixed and variable costs in a company that might use them. Computational experiments with some of the proposed models were performed with an optimization software and randomly generated instances. The results show that the models are consistent and properly represent the practical situations treated, although this approach (in its current version) is limited to solve to optimality only problems of moderate size, that is, situations with few customers, few vehicles, and mainly with a relatively reduced number of possible positions to load the boxes. This has motivated the development of heuristic and metaheuristic methods to solve more realistic vehicle routing and loading problems. The algorithms are based on the combination of classical heuristics from both the vehicle routing and container loading literatures, as well as two metaheuristic strategies, and their use in more elaborate procedures. Although these approaches cannot assure optimal solutions for the respective problems, they are relatively simple, fast enough to solve real instances, flexible enough to include practical considerations, and normally assure relatively good solutions in acceptable computational times in practice. Computational experiments were performed with these methods considering instances based on the vehicle routing literature and actual customers orders, as well as instances based on a real-world situation where the problem occurs. / O objeto de estudo deste trabalho são problemas combinados do Problema de Roteamento de Veículos com o Problema de Carregamento de Contêineres, tratados mais recentemente na literatura como Problemas Integrados de Roteamento e Carregamento de Veículos. Nestes problemas, genericamente, busca-se otimizar simultaneamente o planejamento dos roteiros dos veículos e o arranjo da carga dentro dos mesmos, respeitando-se uma série de considerações práticas que advêm tanto do Problema de Roteamento de Veículos como do Problema de Carregamento de Contêineres. Os objetivos deste trabalho são: (i) estudar a integração do Problema de Roteamento de Veículos com o Problema de Carregamento de Contêineres; (ii) desenvolver modelos de programação matemática para representar Problemas Integrados de Roteamento e Carregamento de Veículos; (iii) desenvolver e implementar métodos heurísticos e meta-heurísticos para resolver alguns destes problemas; (iv) analisar e comparar o desempenho da solução dos modelos, via linguagens de modelagem e aplicativos de otimização, e dos métodos heurísticos desenvolvidos ao resolver exemplos baseados na literatura e em situações reais em que este problema ocorre. Além de serem problemas difíceis e relativamente pouco estudados, a principal justificativa para o estudo destes problemas é que, com métodos de solução eficazes para a otimização do roteamento dos veículos e do carregamento das cargas, decisões operacionais e táticas podem ser tomadas com maior segurança, acurácia, rapidez e menor incerteza em situações reais, além de possibilitar um melhor desempenho do pessoal encarregado da montagem e descarregamento da carga. Por outro lado, estes métodos também podem ser úteis na redução de custos fixos e variáveis de uma empresa que venha a utilizá-los. Experimentos computacionais com alguns dos modelos propostos foram realizados utilizando um aplicativo de otimização e aplicados a exemplos gerados aleatoriamente. Estes resultados mostram que os modelos são coerentes e representam adequadamente as situações tratadas, embora esta abordagem (na sua versão atual) esteja limitada a resolver otimamente apenas problemas de tamanho bem moderado, isto é, em que haja poucos clientes, poucos veículos, e que o número de possíveis posições para se arranjar as caixas dentro de cada veículo seja relativamente pequeno. Isso motivou o desenvolvimento de métodos heurísticos e meta-heurísticos para resolver problemas mais realistas de roteamento e carregamento de veículos. Os algoritmos são baseados na combinação de heurísticas clássicas das literaturas de Roteamento de Veículos e de Carregamento de Contêineres, bem como em duas estratégias meta-heurísticas, e no uso delas em procedimentos mais elaborados. Embora não haja garantias de que as soluções obtidas para os respectivos problemas sejam ótimas, tratam-se de heurísticas relativamente simples, suficientemente rápidas para resolver problemas reais, razoavelmente flexíveis para incorporar aspectos práticos, e que normalmente garantem soluções relativamente boas em tempos computacionais aceitáveis na prática. Experimentos computacionais foram realizados com estes métodos considerando exemplos baseados na literatura de Roteamento de Veículos e em pedidos reais de cargas, bem como exemplos baseados em um caso real em que o problema ocorre.

Práce se zabývá určením pravděpodobnostních rozdělení pro stochastické programování, při kterém jsou optimální hodnoty účelové funkce extrémní (minimální nebo maximální). Rozdělení se určuje pomocí heuristických metod, konkrétně pomocí genetických algoritmů, kde celá populace aproximuje hledané rozdělení. První kapitoly popisují obecně matematické a stochastické programování a dále jsou popsány různé heuristické metody a s důrazem na genetické algoritmy. Těžiště práce je v naprogramování daného algoritmu a otestování na úlohách lineárních a kvadratických stochastických modelů.