Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 709171 bytes, checksum: 7408941a22a7c3807f1588fecdcfd70c (MD5) Previous issue date: 2012-03-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Operational research problems has growing in complexity in the last years, this has accentuated the necessity to develop of techniques witch can accelerate the process of decision making. This work covers the step of aircraft rotation problem, i.e., the sequencing of flights for each aircraft. The goal here is minimize the number of aircraft required to operate a given network of flights. This problem is combinatorial and it resolution is more difficult when the number of involved flights grows. However small changes in departure time, or the addition of a repositioning flight between two nearby airports can reduce the cost of solutions. We present a hybrid algorithm based on the metaheuristic GRASP, using the ILS and integer programing in the local search. The results has shown which this approach can generate good solutions. / Os problemas operacionais cresceram muito em complexidade nos últimos tempos, o que tem acentuado a necessidade do desenvolvimento de técnicas que possam agilizar os processos de tomada de decisão. Este trabalho trata da etapa de geração dos trilhos de aeronaves, ou seja, o sequenciamento de voos de cada aeronave. O objetivo aqui é minimizar o número de aeronaves necessárias para operar uma dada malha de voos. Esse problema possui é combinatoriamente explosivo e a sua resolução fica mais difícil à medida que a quantidade de voos envolvidos cresce. Pequenas modificações nos horários de partida desses voos, ou o acréscimo de algum voo de resposicionamento entre dois aeroportos próximos podem gerar soluções de melhor qualidade. Nós apresentamos um algoritmo híbrido baseado na metaheurística GRASP, com a utilização do ILS e de programação inteira na busca local. Os resultados tem mostrado que essa abordagem é capaz de gerar boas soluções.

Submitted by BRUNA DE LIMA ALCANTARA KITAMURA null (brunakitamura@yahoo.com.br) on 2017-10-30T20:10:34Z No. of bitstreams: 1 TESE-FINAL-BRUNA-G-LIMA.pdf: 4015697 bytes, checksum: cb6eb178262689807dbc777ab5d4d4dd (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-11-09T18:45:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lima_bg_dr_ilha.pdf: 4015697 bytes, checksum: cb6eb178262689807dbc777ab5d4d4dd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-09T18:45:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lima_bg_dr_ilha.pdf: 4015697 bytes, checksum: cb6eb178262689807dbc777ab5d4d4dd (MD5) Previous issue date: 2017-09-06 / Neste trabalho apresenta-se uma nova meta-heurística, o Algoritmo Genético Evolucionário Especializado (AGE-E) para resolver uma das categorias dos Problemas de Carregamento de Contêiners, objeto de estudo que pertence à otimização, na Pesquisa Operacional. Considera-se a existência de múltiplos contêiners de iguais dimensões que permitem o carregamento completo da carga disponível em um contexto de transporte industrial. Esta carga é composta por caixas de sortimento fortemente hete-rogêneo e que permite a rotação em qualquer dasseis possibilidades, tornando o problema ainda mais complexo, e, porisso,menos estudado na literatura. Uma revisão bibliográfica é também apresentada, contendo uma visão geral das classificações do problema e, em particular, um estudo aprofundado sobre algoritmos genéticos. A implementação do AGE-E foi realizada, e os resultados computacionais foram comparados com as melhores soluções já apresentadas na literatura, demonstrando o potencial do AGE-E para estudosfuturos. / This work presents a new meta-heuristic, the Specialized Evolutionary Genetic Algorithm (AGE-E), which solves one of the categories of Container Loading Problems, object of study that belongs to Optimization, within the Operational Research. It’s considered the existence of multiple containers ofthe equal dimensionsthat promote the full loading of the availablecargoinindustrial transportation context. Thisload is composed ofstrongly heterogeneous assortment to the boxes, and allows rotation in any of the six possibilities, making the problem even more complex, and therefore less studied in the literature. A bibliographic review is also presented, containing an overview of the classifications of the problem and, in particular, an deepened study on genetic algorithms. The implementation of AGE-E was performed, and the computational results were compared with the best solutions already determined by the bibliography, demonstrating the potentialofAGE-E for future studies.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com o passar do tempo, a demanda elétrica de diversas áreas varia tornando necessária a construção de novos geradores elétricos e a expansão da rede de transmissão de energia elétrica. Nesta dissertação, focamos no problema de expansão da rede de transmissão, assumindo que novos geradores estão construídos para suprir as novas demandas. Essa expansão exige altos investimentos que precisam ser cuidadosamente planejados. O problema pode ser modelado como um problema de otimização não linear inteira mista e pertence à classe dos problemas NP-difíceis. Desta forma, uma abordagem heurística pode ser adequada para a sua solução pois pode vir a fornecer boas soluções em tempo computacional aceitável. Esta dissertação se propõe a apresentar um estudo do problema de planejamento da expansão de redes de transmissão de energia elétrica estático e multiestágio. Mostramos o que já existe na literatura para o que é chamado de problema sem redimensionamento e as inovações feitas por nós para o problema com redimensionamento. Quanto aos métodos de solução, utilizamos a metaheurística GRASP para o problema estático e combinamos o GRASP com o procedimento Backward-Forward quando falamos em problema multiestágio. Nesta dissertação comparamos os resultados computacionais obtidos com resultados encontrados na literatura. / At times, the electrical load in diferent areas varies, claiming the construction of new electric generators and the expansion of the electrical transmission network. In this dissertation we focus on the transmission expansion planning problem, assuming that new generators are built to meet the new demands. This expansion requires large investments, which need to be carefully planned. This problem can be modeled as a mixed nonlinear programming problem, considered to be a NP-hard problem. Therefore a heuristic approach may be appropriate for its solution because it might be able to provide good solutions in satisfactory computational time. This dissertation intends to present a study of both the static and multistage transmission expansion planning problem. We present first a review of the most interesting works found in the technical literature. Then, we present metaheuristics for the static and multistage problems with re-design. These etaheuristics extend known algorithms for the problems without re-design. For the static problem, we extend a GRASP procedure and for the multistage problem, we embed the GRASP (or an exact method) into a backward-forward algorithm. We test our algorithms on real-based power transmission networks and compare them to the results found in the litterature.

Submitted by Izabel Monteiro (izabel_22@hotmail.com) on 2016-06-17T14:20:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação-Francisco Ivan Rodrigues de Andrade.pdf: 6673381 bytes, checksum: 9501e6a18c7292453a100a4e6fdaba24 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-06-23T20:11:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação-Francisco Ivan Rodrigues de Andrade.pdf: 6673381 bytes, checksum: 9501e6a18c7292453a100a4e6fdaba24 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-06-23T20:14:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação-Francisco Ivan Rodrigues de Andrade.pdf: 6673381 bytes, checksum: 9501e6a18c7292453a100a4e6fdaba24 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-23T20:14:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação-Francisco Ivan Rodrigues de Andrade.pdf: 6673381 bytes, checksum: 9501e6a18c7292453a100a4e6fdaba24 (MD5) Previous issue date: 2015-06-19 / Search for energy efficiency is currently one of the main global challenges. Energy demand is growing and this is attributed to increased energy consumption in homes. In this scenario of a big energy demand, public policies related to changes in the tariff structure of the bills have been applied in an attempt to improve the use of energy resources and prevent collapses in the Brazilian electric sector. It is becoming evident that the knowledge and the management of residential energy consumption need to be improved. Thus, home energy management systems have been proposed for monitoring and control of electrical infrastructure and appliances in homes. However, most existing solutions are designed with limited scope such as lighting control with motion detection, climate control based on ambient temperature and control of turning on and off electrical appliances. To overcome these limitations, studies have been conducted with the aim of providing features that minimize power consumption and energy costs based on the quantity of people in the residential and their profiles. Studies in the literature seek to generate schedules for the implementation of appliances considering different variables and constraints such as appliance power, runtime, variable rate by time, balanced usage of appliances out off-peak hours and user criteria of comfort/preference, featuring a NP-Hard optimization problem. To solve this problem, we propose in the work a method called Zippy, which assists the reduction of energy cost through running appliances schedules while meeting a set of predefined constraints. The proposed method uses Tabu Search metaheuristic to assist in the appliance execution schedule in a more economically way. Experiments carried out in a database from a home showed that the method is able to provide good programming acquiring an overall savings of up to 46% compared with the original cost obtained without the method. / A busca pela eficiência energética representa atualmente um dos principais desafios mundiais. Em função do cenário crescente de demanda de energia, políticas públicas relacionadas a mudanças na estrutura tarifária das contas de energia têm sido aplicadas na tentativa de melhorar a utilização dos recursos energéticos e evitar colapsos no setor de energia elétrica brasileiro. Tal fato torna cada vez mais evidente a necessidade de conhecer e gerenciar o consumo de energia residencial. Dessa forma, sistemas de gerenciamento de energia residencial têm sido propostos para o monitoramento e controle da infraestrutura elétrica e dos eletrodomésticos em residências. No entanto, a maioria das soluções existentes é projetada com escopo limitado, tais como controle de iluminação com detecção de movimento, controle do clima com base na temperatura interna do ambiente, e controle para ligar e desligar aparelhos elétricos. Para superar estas limitações, estudos têm sido realizados com o objetivo de fornecer funcionalidades que permitam minimizar o consumo e o custo de energia em função do número e perfil das pessoas na residência. Na literatura há trabalhos que geram programações para a execução dos aparelhos considerando diferentes variáveis e restrições como potência de aparelho, tempo de execução, tarifa variável por horário e balanceamento de uso dos aparelhos para fora do horário de ponta, a combinação desse grande número de variáveis caracteriza um problema de otimização de complexidade NP-difícil. Para superar este problema, este trabalho propõe um método, denominado Zippy, que auxilia na redução do custo de energia por meio de uma programação de horários de execução dos aparelhos, satisfazendo ao mesmo tempo um conjunto de restrições pré-definidas. O método proposto utiliza a metaheurística Busca Tabu para auxiliar na geração de programação de execução de aparelhos em intervalos de tempo mais viáveis economicamente. Experimentos realizados com uma base de dados de uma residência mostram que o método é capaz de fornecer boas programações adquirindo uma economia geral de até 46% quando comparado com os custos originais obtidos sem a aplicação do método.

Orientador: Daniela Renata Cantane / Resumo: Este trabalho utiliza um modelo epidemiológico para analisar o comportamento de crises bancárias que possuem origem em um determinado país e são propagadas para outros países atingindo proporções mundiais. O modelo matemático epidemiológico Suscetíveis, Infectados e Recuperados (SIR) empregado permite simular a dinâmica da crise separando os países em três estados: suscetíveis, infectados e recuperados, em cada instante de tempo, além de prever a extensão da crise. Os parâmetros do modelo são obtidos da literatura para cada país envolvido e a crise segue uma dinâmica diferente dependendo do país de origem. Uma breve descrição da importância dos bancos em nível macroeconônico e suas funções básicas são apresentadas. Também são apresentadas algumas definições desta crise, denominada crise sistêmica, bem como os canais de transmissão de como um banco com problemas financeiros, denominado infectado, transmite esta condição para outro. Considerada a possibilidade de uma crise sistêmica, o Banco Central deve intervir nos bancos com problemas. Esta tarefa pode ser modelada como um problema de controle ótimo inserindo uma variável de controle no modelo SIR, que representa a intervenção do Banco Central, e uma função objetivo, em que o custo dessa intervenção deve ser minimizado. O objetivo deste trabalho é investigar um modelo de otimização aplicado ao risco bancário e propor o método heurístico \textit{Variable Neighbourhood Search} (VNS) para resolução do problema de controle ótimo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work uses an epidemiological model to analyze the behavior of bank crises that originate in a given country and are propagated to other countries reaching worldwide proportions. The epidemiological mathematical model Susceptible, Infected and Recovered (SIR) used allows to simulate the dynamics of the crisis separating the countries in three states: susceptible, infected and recovered, in each instant of time, in addition to predicting the extent of the crisis. The model parameters are obtained from the literature for each country involved and the crisis follows a different dynamic depending on the country of origin. A brief description of the importance of banks at the macroeconomic level and their basic functions is presented. Some definitions of this crisis, called systemic crisis, are also presented, as well as the transmission channels of how a bank with financial problems, called infected, transmits this condition to another. Considering the possibility of a systemic crisis, the Central Bank must intervene in troubled banks. This task can be xiv modeled as an optimal control problem by inserting a control variable in the SIR model, which represents Central Bank intervention, and an objective function involving the cost of this intervention and must be minimized. The objective of this work is to investigate an optimization model applied to banking risk and propose the Variable Neighborhood Search (VNS) heuristic method to solve the proposed optimal control problem. ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

[ES] Las maquinas industriales están fabricadas bajo unas especificaciones y tolerancias para cumplir sus funciones dentro del proceso productivo. Las maquinas producen vibraciones desde el inicio de su vida útil inherentes a las tolerancias e imperfecciones del proceso de fabricación de sus componentes, y que se incrementan por el desgaste de su uso. Las vibraciones provienen de las cargas dinámicas que producen las máquinas en su operación. Estas se transmiten a la cimentación y finalmente al suelo que lo soporta en forma de radiación. Un diseño de la cimentación y de los elementos de conexión entre la máquina y la cimentación (impedancias) reduce las vibraciones que transmite la máquina a su entorno. En el diseño de cimentaciones sometidas a fuerzas dinámicas hay muy pocas aportaciones dedicadas a la optimización, y no existen investigaciones sobre el transitorio de arranque de la máquina, momento en el que se producen las mayores vibraciones. El estado del arte concluye que los autores siempre han optimizado cimentaciones con un grado de libertad y en régimen de operación permanente. El cálculo dinámico de cimentaciones está orientado a reducir las vibraciones que se producen en el régimen permanente de operación. El diseño de las cimentaciones está basado en la aplicación de un conjunto de "Reglas de Oro" que conducen todas ellas a reducir las vibraciones aumentando la masa de la cimentación, es decir, su tamaño y en consecuencia su coste. En esta tesis se plantea un modelo de cimentación de 3 masas y 9 grados de libertad. Se determinan las ecuaciones del movimiento de las masas que componen el modelo a partir de la formulación de D'Alambert. Se integran en el tiempo empleando el método ß de Newmark. Esta metodología permite analizar además del régimen permanente de operación, el régimen transitorio de arranque de la máquina, limitando así el posible paso del conjunto por la zona de resonancia, no siendo necesario ya hacer el análisis modal en busca de la frecuencia de resonancia. El modelo contempla el movimiento vertical, el desplazamiento horizontal y el balanceo de la máquina, 3 grados de libertad para cada una de las masas que componen el modelo, considerando desplazamientos, velocidades y aceleraciones de cada una de las tres masas, habiendo por tanto 27 variables "solución" a analizar en cada caso. Una vez propuesto el modelo de cimentación, se han aplicado tres metaheurísticas diferentes para determinar la cimentación optima a partir de una función coste, sometida a las restricciones geométricas y las mecánicas que imponen las normas ISO 10816 y VDI 2056. El plan experimental se basa en la búsqueda aleatoria de soluciones factibles apli-cando métodos de vecindad, que cumplan las restricciones impuestas. El modelo contempla un vector solución de 37 variables que dan lugar a unos 8,12 1037 posibles configuraciones. Previo a la optimización metaheurística se estudia el espacio de soluciones apli-cando un proceso de Random Walk(paseo aleatorio) y obteniendo un conjunto de 2.000 posibles soluciones. La optimización se hace a partir de un mecanismo de búsqueda optima por entornos empleando tres metaheurísticas: Descent Local Search (DLS), Simulated Annealing (S.A.) y Late Acceptance Hill Climbing (L.A.H.C.). Se analiza comparativamente los resultados obtenidos, así como el comportamiento dinámico de las cimentaciones optimas calculadas. Como resultado se obtiene una reducción del coste de la cimentación de un 29% respecto al mejor valor obtenido aleatoriamente durante el Random Walk, que cumple las restricciones impuestas, tanto en régimen permanente de operación como en el régimen transitorio de arranque. Se concluye que las restricciones de vibración en el régimen transitorio de arranque garantizan el cumplimiento de las restricciones de vibración en el régimen permanente de operación. / [CA] Les maquines industrials estan fabricades sota unes especificacions i toleràncies per a complir les seues funcions dins del procés productiu. Les maquines produeixen vibracions des de l'inici de la seua vida útil inherents a les toleràncies i imperfeccions del procés de fabricació dels seus components, i que s'incrementen pel desgast del seu ús. Les vibracions provenen de les càrregues dinàmiques que produeixen les màquines en la seua operació. Aquestes es transmeten en forma de radiació a la fona-mentació i finalment al sòl que el suporta. Un disseny del model de fonamentació i dels elements de connexió entre la màquina i la fonamentació (impedàncies) redueix les vibracions que pateix la màquina i el seu entorn. En el disseny de fo-namentacions sotmeses a esforços dinàmics hi ha molt pocs investigació dedicada a l'optimització, i no existeixen investigacions sobre el transitori d'arrancada de la màquina, moment en el qual es produeixen les majors vibracions. L'estat de l'art conclou que els autors sempre han optimitzat fonamentacions amb un grau de llibertat i en règim d'operació permanent. El càlcul dinàmic de fonamentacions està orientat a reduir les vibracions que es produeixen en el règim permanent d'operació. El disseny de les fonamentacions està basat en l'aplicació d'una sèrie de "Regles d'Or" que condueixen totes elles a reduir les vibracions augmentant la massa de la fonamentació, és a dir, la seua grandària i en conseqüència el seu cost. En aquesta tesi es planteja un model de fonamentació de 3 masses. Es determinen les equacions de moviment de les masses a partir de la formulació de D'Alambert de la fonamentació. S'integren en el temps emprant el mètode ß de Newmark. Aquesta metodologia permet analitzar a més del règim permanent d'operació, el règim transitori d'arrancada de la màquina limitant així el possible pas del conjunt per la zona de ressonància, no sent per tant necessari ja fer l'anàlisi modal a la recerca de la freqüència de ressonància i el seu pas durant l'arrancada. El model contempla el moviment vertical, el desplaçament horitzontal y el balanç de la màquina. 3 graus de llibertat per cada una de les masses que compungeixen el model, considerant desplaçament, velocitat y acceleracions de cada una de las masses, finalment hi han 27 variables "solució" a analitzar cada vegada. Una vegada proposat el model de fonamentació, s'han aplicat tres metaheurísti-ques diferents per a determinar la fonamentació optima a partir d'una funció cost, somes a les restriccions geomètriques i mecàniques que imposan les normes ISO 10816 i VDI 2056. El pla experimental es basa en la cerca aleatòria de solucions factibles que com-plisca les restriccions imposades. El model contempla un total de 37 variables que donen lloc a uns 8,12 1037 possibles configuracions. Primerament, s'estudia l'espai de solucions mitjançant un procés de Random Walk analitzant un conjunt de 2.000 possibles solucions. L'optimització es fa a partir d'experiments de cerca optima per entorns emprant tres metaheurístiques: Descent Local Search (DLS), el Simulated Annealing (S.A.) i el Last Acceptance Hill Climbing (L.A.H.C.). S'analitza comparativament els resultats obtinguts, així com el comportament dinàmic de les fonamentacions optimes calculades. Com a resultat s'obté una reducció del cost de la fonamentació d'un 29% respecte al millor valor obtingut aleatòriament durant el Random Walk, que compleix tots els requeriments imposats, tant en règim permanent d'operació com en el règim transitori d'arrancada. Es conclou que les restriccions del regim transitori garan-teixen el compliment de les restriccions en règim permanent. / [EN] Industrial machines are made under specifications and tolerances to meet the requirements of the production process. Machines produces vibrations since the starting of its lifetime that are increased due to the wearing between the its parts. A suitable foundation reduces vibrations and its transmission to the environ. Vibrations are produced because of the dynamics loads produced by the ma-chines. These loads vary with time. These are transmitted as vibrations to the foundation and finally to ground. The design of the foundation and connection elements between the machines and the foundations (impedance) reduces the vibrations that the machines transmit to its environ. In the design of foundations under dynamic charges there are a few studies devoted to optimization, and there are not research on the transient starting, the moment when there are the major vibrations. The study of the art concludes that the authors always have optimized foundations with one degree of freedom and in permanent operation. The dynamic calculation of foundations always has been directed to reduce the vibrations in the permanent operation mode. The design of the foundations is under "rules of thumbs" that as results increases the mass of the foundation and its cost. In this thesis a model of 3 masses and 9 freedom degrees is proposed. The D'Alambert movement equations of the foundations are obtained and integrated using the Newmark's ß methodology. This methodology permits analysing the starting operation mode restricting its vibrations during the crossing of the reso-nance frequency. Model calculates the vertical movement, sliding and rocking, 3 degrees of free-dom for each one of the masses of the model, analysing displacements, speeds and accelerations of each one of the masses, in total 27 variable solution for each solution. Once the foundations model is proposed, optimization with three metaheuristics the foundation using a cost function, under mechanical and geometrical con-strains, proposed by the ISO 10816 y VDI 2056 Norms. The experimental plan is based in the searching of feasible solutions under the constrains. The foundation model depends on 37 variables, making 8,12 1037 pos-sible sets of configurations. Firstly, the space of solutions is analysed with the technique of Radom Walk. A set of 2000 solutions was calculated. For searching the optimal solution three metaheuristics are used: Descent Local Search (DLS), Simulated Annealing (SA) and Last Acceptance Hill Climbing methodologies were selected and the results are compared, and the dynamic behaviour of the foundations calculated. As a result, a reduction of the 29% of the cost of the foundation is obtained in relation with the best cost obtained randomly during the Random Walk that achieves the constrains applied in transient and permanent operation mode. It's concluded that the constrains of transient mode guarantees the compliance of the constrains in permanent operation mode. / Terrádez Marco, JL. (2024). Optimización de un modelo de cimentación de una máquina industrial rotativa [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/211831

O objetivo deste trabalho é apresentar uma nova abordagem para obtenção de configurações para sistemas de distribuição de energia elétrica com o intuito de minimizar o valor de perdas ativas sem violar as restrições operacionais. Para isso, considera-se que os sistemas de distribuição estão operando em regime permanente e que suas fases estão equilibradas e simétricas, podendo o sistema ser representado por um diagrama unifilar. A reconfiguração é feita de forma a redistribuir os fluxos de corrente nas linhas, transferindo cargas entre os alimentadores e melhorando o perfil de tensão ao longo do sistema. O problema de reconfiguração do sistema pode ser formulado como um problema de programação não-linear inteiro misto. Devido à explosão combinatorial inerente a este tipo de problema, a resolução do mesmo por técnicas de otimização clássicas torna-se pouco atraente, dando espaço para técnicas heurísticas e metaheurísticas. Essas outras, mesmo não garantindo o ótimo global, são capazes de encontrar boas soluções em um espaço de tempo relativamente curto. Para a resolução do problema de reconfiguração, utilizou-se uma nova metodologia baseada no comportamento de colônias de formigas em busca de alimento na natureza. Nesta, formigas artificiais (agentes) exploram o meio ambiente (sistema de distribuição) e trocam informações para tentar encontrar a topologia que apresente os menores valores de perdas ativas. Para o cálculo das perdas, este trabalho também apresenta uma nova abordagem para resolução do problema de fluxo de potência (FP) em sistemas de distribuição radial. O fluxo de potência é uma ferramenta básica utilizada pelos centros de controle para determinar os estados e condições operacionais desses sistemas de potência. Basicamente, as metodologias empregadas para o cálculo do fluxo de potência são baseadas nos métodos clássicos de Newton ou Gauss. Mas em sistemas de distribuição de energia, devido a particularidades inerentes a estes, como a alta relação entre resistência e reatância das linhas (r/x) e a operação radial, estes métodos apresentam problemas de convergência e se tornam ineficientes na maioria das vezes. A abordagem consiste na associação dos métodos da função penalidade e de Newton. O mal-condicionamento da matriz Jacobiana de Newton é resolvido pela associação com o método da função penalidade. São apresentados testes realizados em sistemas de 5 barras, 16 barras, 33 barras, 69 barras e 136 barras para avaliar a potencialidade das técnicas propostas. Os resultados são considerados bons ou muito bons quando comparado com as técnicas existentes atualmente. / The objective of this work is to present a novel methodology for obtaining new configurations of the distribution system in order to minimize the active power losses without violating operational constraints. For this, it is considered that any distribution system is operating in a steady state and that it is balanced, therefore it can be represented by a one-line diagram. The reconfiguration is done in order to redistribute de current flows on the distribution power lines, transferring loads among the feeders and improving the voltage profile along the system. Such problem can be formulated as a mixed integer nonlinear programming problem. Due to its inherent combinatorial characteristic and since its solution by classic optimization techniques is not appealing, heuristic and metaheuristic techniques are thus better suited for its solution. Although these latter do not guarantee a global optimum, they are able to find good solutions in a relatively short time. The solution of the reconfiguration problem in this approach makes use of a novel methodology based on ant colony behavior, when these search for victuals in nature. In this technique, the artificial ants (agents) explore the environment (distribution system) and exchange information among them in order to find the topology that provides the smallest active losses. For the active losses calculation, this work also presents a novel approach for the solution of the power flow problem for radial distribution systems. The solution of the power flow problem is used by system operators in order to determine the state and operational conditions of power systems. Basically, the most common techniques used in the power flow solution are based on either Newton\'s or Gauss\' approaches. However, due to particular characteristics of distribution systems such as the high ratio of r/x and the radial topology, these methods present convergence problems and are not efficient in most of the cases. Thus, this novel technique consists in associating Newton\'s and the penalty function approaches. The matter of the ill-conditioned Jacobian matrix in Newton\'s method is overcome with the penalty function method. Some tests performed in different systems are then presented in order to assess the effectiveness of both proposed techniques.

Neste trabalho é proposta uma nova técnica de solução para resolver o problema de planejamento da expansão de sistemas de transmissão estático através da introdução da tomada de decisão fuzzy. Na técnica apresentada neste trabalho, a tomada de decisão fuzzy é aplicada para o desenvolvimento de um algoritmo heurístico construtivo. O sistema fuzzy é utilizado para contornar alguns problemas críticos das heurísticas que utilizam o índice de sensibilidade como guia para inserção de novas linhas. A heurística apresentada nesse trabalho é baseada na técnica dividir para conquistar. Verificou-se que a deficiência das heurísticas construtivas é decorrente da decisão de inserir novas linhas baseada em valores não seguros encontrados através da solução do modelo utilizado. Para contornar tal deficiência, sempre que surgirem valores não seguros divide-se o problema original em dois subproblemas, um que analisa a qualidade da resposta para o caso em que a linha é inserida e outro para verificar a qualidade da resposta para o caso em que a linha não é inserida. A tomada de decisão fuzzy é utilizada para decidir sobre quando dividir o problema em dois novos subproblemas. Utilizou-se o modelo cc com a estratégia de Villasana-Garver-Salon para realizar a modelagem da rede elétrica para os problemas da expansão de sistemas de transmissão aqui propostos. Ao serem realizados testes em sistemas de pequeno, médio e grande portes certificou-se que o método pode encontrar a solução ótima de sistemas de pequeno e médio portes. Porém, a solução ótima dos sistemas de grande porte testados não foi encontrada. Para melhorar a qualidade da solução encontrada utilizou, em uma segunda fase, a metaheurística busca tabu. A busca tabu utiliza o modelo cc. Os resultados se mostraram bastante promissores. Os testes foram realizados em alguns sistemas reais brasileiros e com o sistema real colombiano. / A new solution technique to solve the long-term static transmission expansion planning (TEP) problem based on fuzzy decision making is proposed. The technique applies the concepts of fuzzy decision making in a constructive heuristic algorithm. The fuzzy system is used to circumvent some critical problems of heuristics that use sentivity indices as a guide for insertion and construction of new lines. The heuristic algorithm proposed in this work is based on the divide and conquer technique. It has been verified that the deficiency of the constructive heuristics is due to the decision of inserting new lines based only on information given by the index, which usually is calculated from a relaxed mathematical representation of the problem and can become less accurate during the solution process. In order to be able to deal with such problem, whenever the quality of the index decreases, the original problem is divided into two sub-problems: one examines the quality of the solution when the transmission line indicated by the sensitivity index is inserted and the other subproblem checks the opposite. Fuzzy decision-making is used to decide the moment to divide the problem into two subproblems based on other information. The hybrid linear model is used to model the long-term transmission expansion planning problem and is used in the proposed algorithm. Tests was done with systems of small-term, medium-term and long-term. The optimal solution of small-term and medium-term was foundo using just the construtive heuristic algorithm with fuzzy decision-making. To deal with long-term systems was used the solutions of the construtive heuristic algorithm with fuzzy decision-making to init a tabu search. The tabu search uses the dc model. The results are very promising. The test was done with some real brazilian systems and with the real colombian system.

O problema de dimensionamento e sequenciamento de lotes vem sendo extensivamente estudado por pesquisadores da área de Pesquisa Operacional e há uma tendência de que tais trabalhos passem a cada vez mais integrar aspectos reais dos processos produtivos. Entretanto, percebe-se que os estudos conduzidos em alguns setores industriais negligenciam importantes restrições tecnológicos dos processos de produção e isso afasta esses trabalhos de Pesquisa Operacional de uma aplicação efetiva, como é o caso da indústria de embalagens de vidro. Neste contexto, propõe-se um modelo de programação inteira mista e um método de solução para o problema de dimensionamento e sequenciamentos de lotes na indústria de embalagens de vidro, sendo que este trabalho diferencia-se dos demais existentes na literatura por agregar restrições tecnológicas específicas desse processo produtivo. O modelo proposto, denominado CLSD-GCST, foi amplamente validado com base em um conjunto de testes com 40 instâncias de um problema real de uma grande empresa do setor no pacote comercial IBM ILOG CPLEX Optimization Studio Versão 12.5. A validação do modelo incluiu ainda uma análise de ganhos potenciais para o negócio de baseada no modelo SCOR. Já o método de solução proposto consiste em uma metaheurística de Busca em Vizinhança Variável (VNS) e se mostrou promissor para a solução do problema estudado, proporcionando resultados de qualidade em um baixo tempo computacional. Além disso, o VNS superou o Branch-and-Cut do CPLEX para grandes instâncias, nas quais o pacote comercial encontrou dificuldades. Por fim, o VNS proposto também foi validado por meio da análise de testes computacionais e suas principais características foram avaliadas sistematicamente, gerando um conjunto de informações que pode direcionar a utilização e, até mesmo, a evolução desse método em pesquisas futuras. / Lot sizing and scheduling problem has been extensively studied by Operations Research scientists and there is a tendency of incorporating more production processes real aspects in these researches. However, it can be noticed that studies conducted in some industrial sectors neglect important production process technological constraints and it keeps the Operations Research works away from an effective application, as happens with the glass containers industry. In this context, a mixed integer programming model and a solution method were proposed for glass containers industry lot sizing and scheduling problem, the main difference between this work and the others in literature is the inclusion of process specific technological constraints. The proposed model, named CLSD-GCST, was widely validated by a set of tests performed with 40 instances from a large company real problem using the commercial package IBM ILOG CPLEX Optimization Studio Version 12.5. The model validation also included a potential business earnings analysis based on SCOR framework. About the proposed solution method, it consists of a Variable Neighborhood Search (VNS) metaheuristic and it proved to be promising for the studied problem solution, providing good quality results in low computational time. Moreover, VNS overcame the CPLEX Branch-and-Cut for large instances, in which the commercial package found difficulties. Lastly, the proposed VNS was validated by means of computational tests analysis and its main characteristics were systematically evaluated, generating an information set that may direct this method application and even its evolution in future researches.

O cálculo do equilíbrio de fases é um problema de grande importância em processos da engenharia, como, por exemplo, na separação por destilação, em processos de extração e simulação da recuperação terciária de petróleo, entre outros. Mas para resolvê-lo é aconselhável que se estude a priori a estabilidade termodinâmica do sistema, a qual consiste em determinar se uma dada mistura se apresenta em uma ou mais fases. Tal problema pode ser abordado como um problema de otimização, conhecido como a minimização da função distância do plano tangente à energia livre de Gibbs molar, onde modelos termodinâmicos, de natureza não convexa e não linear, são utilizados para descrevê-lo. Esse fato tem motivado um grande interesse em técnicas de otimização robustas e eficientes para a resolução de problemas relacionados com a termodinâmica do equilíbrio de fases. Como tem sido ressaltado na literatura, para proporcionar uma completa predição do equilíbrio de fases, faz-se necessário não apenas a determinação do minimizador global da função objetivo do teste de estabilidade, mas também a obtenção de todos os seus pontos estacionários. Assim, o desenvolvimento de metodologias para essa tarefa desafiadora tem se tornado uma nova área de pesquisa da otimização global aplicada à termodinâmica do equilíbrio, com interesses comuns na engenharia química e na engenharia do petróleo. O foco do presente trabalho é uma nova metodologia para resolver o problema do teste de estabilidade. Para isso, usa-se o chamado método do conjunto gerador para realizar buscas do tipo local em uma rede de pontos previamente gerada por buscas globais efetuadas com uma metaheurística populacional, no caso o método do enxame de partículas.Para se obter mais de um ponto estacionário, minimizam-se funções de mérito polarizadas, cujos pólos são os pontos previamente encontrados. A metodologia proposta foi testada na análise de quatorze misturas polares previamente consideradas na literatura. Os resultados mostraram que o método proposto é robusto e eficiente a ponto de encontrar, além do minimizador global, todos os pontos estacionários apontados previamente na literatura, sendo também capaz de detectar, em duas misturas ternárias estudadas, pontos estacionários não obtidos pelo chamado método de análise intervalar, uma técnica confiável e muito difundida na literatura. A análise do teste de estabilidade pela simples utilização do método do enxame de partículas associado à técnica de polarização mencionada acima, para a obtenção de mais de um ponto estacionário (sem a busca local feita pelo método do conjunto gerador em uma dada rede de pontos), constitui outra metodologia para a resolução do problema de interesse. Essa utilização é uma novidade secundária deste trabalho. Tal metodologia simplificada exibiu também uma grande robustez, sendo capaz de encontrar todos os pontos estacionários pesquisados. No entanto, quando comparada com a abordagem mais geral proposta aqui, observou-se que tal simplificação pode, em alguns casos onde a função de mérito apresenta uma geometria mais complexa, consumir um tempo de máquina relativamente grande, dessa forma é menos eficiente. / The phase equilibrium calculation is an important problem in engineering processes, for example, in the separation by distillation, in extraction processes, and simulation of the tertiary petroleum recovery, among others applications. But, before this calculation is advisable a phase stability analysis, which will determine if a given mixture presents one or more phases. Such stability analysis can be approached as an optimization problem, called the minimization of the tangent plane distance function to molar Gibbs free energy, where thermodynamic models, with a non-convex and also non-linear nature, are used to describe this problem. Such fact has been motivating a large interest in robust and efficient techniques for optimization of problems related with the phase equilibrium thermodynamics. As has been highlighted in the literature, in order to provide a complete prediction of the phase equilibrium, the determination of the global minimizer of the objective function related with the stability test is not enough. Is also necessary the obtaining of all its stationary points. Thus, the development of methodologies for this challenging task became a new research area of global optimization applied to the phase equilibrium thermodynamics, with common interests in chemical and petroleum engineering. The focus of the present work is a new methodology to solve the stability test problem. For such, here it is used the called Generating Set Search method, which accomplishes local searches in points of a net previously generated by an evolutionary methaheuristic, the Particle Swarm algorithm. To obtain more than one stationary point, polarized merit functions are minimized, where the poles of such merit functions are the points previously found. The methodology proposal was tested in the analysis of fourteen polar mixtures, previously considered in the literature. The results showed that the proposed method is robust and efficient, being capable to find all stationary points previously indicated in the literature, besides the global minimizers. For two ternary mixtures, it was noticed that this method detected some stationary points not obtained before by the interval analysis method, a reliable technique very diffused in the literature. The stability analysis using only the Particle Swarm algorithm together with the polarization technique (without the local search done by the Generating Set Search method) constitutes other methodology for the resolution of the problem considered here. That use is a secondary novelty of this work. This simplified methodology exhibited also a significant robustness, being capable to find all the stationary points. However, when compared with the more general approach proposed here, in some cases, where the merit function presents a more complex geometry, it was observed that such simplification can consume a relatively large computational time. Therefore, the simplified methodology is less efficient.