Orientador: Antonio Carlos Moretti, Margarida Pinheiro Mello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-18T11:43:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_WashingtonAlvesde_D.pdf: 1534705 bytes, checksum: 351c92a12c85da49389a18880da92ee7 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Existem na literatura diversos conceitos e definições que caracterizam e dão condições de otimalidade para as soluções de um problema de programação multiobjetivo. A mais importante é a condição necessária de primeira ordem, que generaliza a condição clássica do tipo Karush-Kuhn-Tucker em otimização não linear. Esta condição garante a existência de uma vizinhança arbitrária onde uma solução ótima está contida. No entanto, para se obter condições suficientes de otimalidade, tanto local como global, é necessário impor hipóteses adicionais sobre as funções objetivo e o conjunto de restrições, como convexidade ou as suas generalizações. Em determinados problemas tais hipóteses podem ser muito restritivas. Neste trabalho, introduzimos um conceito alternativo para identificar a vizinhança de uma solução ótima local em problemas de programação multiobjetivo. Em uma primeira etapa, usando este conceito, obtemos condições necessárias e suficientes de otimalidade para as soluções de um problema particular, onde cada função objetivo é constituída de um quociente de funções quadráticas e o conjunto de restrições é formado por desigualdades lineares. Então, mostramos como calcular o maior raio da região esférica centrada em uma solução ótima local na qual esta solução é ótima. Nesse processo, podemos concluir que esta solução também é globalmente ótima. Em uma segunda etapa, usando o gradiente e a Hessiana de cada função quadrática, caracterizamos as soluções ótimas locais. Em uma terceira etapa, obtemos condições suficientes de otimalidade global impondo algumas hipóteses adicionais, porém essas hipóteses não caracterizam nenhum tipo de convexidade generalizada sobre as funções objetivo. Finalizamos com alguns resultados de dualidade. Este problema particular, envolvendo otimização fracional, surge frequentemente em aplicações nos processos de tomada de decisão em Ciência da Gestão, por exemplo, quando se deseja otimizar razões como desempenho/custo, lucro/investimento, custo/tempo, etc. Por isso, também propomos ao longo do texto vários métodos computacionais derivados dos nossos resultados que podem ser usados na obtenção de soluções para esses tipos de aplicações / Abstract: In the literature there are several concepts and definitions that characterize and give optimality conditions for solutions of a multiobjective programming problem. The most important is the necessary first-order optimality condition that generalizes the Karush-Kuhn-Tucker conditions. This condition ensures the existence of an arbitrary neighborhood that contains an optimal solution. However, in order to obtain optimality sufficient conditions, both local and global, it is necessary to impose additional assumptions on the objective functions and on the feasible set such as convexity and its generalizations. Sometimes, in some problems, such assumptions are too restrictive. In this work, we introduce an alternative concept to identify the local optimal solution neighborhood in multiobjective programming problems. In a first step, using this concept, we obtain necessary and sufficient optimality conditions for the solutions of a particular problem, where each objective function consists of a ratio quadratic functions and the feasible set is defined by linear inequalities. Then we show how to calculate the largest radius of the spherical region centered on a local optimal solution in which the local solution is optimal. In this process we may conclude that the solution is also globally optimal. In a second step, using the gradient and the Hessian of each quadratic function, we characterize the local optimal solutions. In a third step, we obtain global optimality sufficient conditions by imposing some additional assumptions but these assumptions do not characterize any kind of generalized convexity on the objective functions. We conclude this work with some results of the duality. This particular problem, involving fractional optimization, arises frequently in the decision making of the management science applications, for example, if you want to otimize the performance/cost ratio, or profit/investment, or cost/time, etc.. Therefore, we also propose throughout the text various computational methods derived from our results. These methods can be used to obtain solutions to these types of applications / Doutorado / Matematica Aplicada / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Paulo Augusto Valente Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T07:32:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fontanini_Walcir_D.pdf: 1375688 bytes, checksum: e26761ae454a5f51d8d316afa0718881 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O problema de programação de serviços web é considerado. O processo de tomada de decisão em ambientes de negócios web, descritos por tarefas sequenciais e/ou paralelas, envolve selecionar fornecedores de forma ótima dentre um conjunto potencial de provedores de serviços. Características dos serviços como custo, duração de execução, confiabilidade, disponibilidade e reputação são tratadas como múltiplos objetivos a atingir. Inicialmente, a escolha de provedores é feita por Otimização Multi-Objetivo Inteira-Mista, mais especificamente por meio de um modelo de Programação Alvo. Em seguida, o problema de programação de serviços passa a ser tratado no contexto da Teoria dos Jogos, como um jogo envolvendo provedores que buscam maximizar suas utilidades. Diferentes hipóteses sobre a interação entre provedores dão origem a diferentes noções de equilíbrio: Equilíbrio de Nash, Equilíbrio Correlacionado e Equilíbrio de Bayes-Nash. Finalmente, o problema de programação de serviços é modelado como um problema de Leilão de Segundo Preço, o Mecanismo de Leilão Vickrey-Clark-Grooves. A tese inclui exemplos numéricos ilustrativos para todos os modelos propostos / Abstract: The web services scheduling problem is considered. The decision making process in web-based business environments, described by sequential and/or parallel tasks, involves the optimal selection of suppliers over a set of potential service providers. Characteristics as cost, execution duration, reliability, availability and reputation are treated as multiple objectives to be reached. Initially, the selection of suppliers is performed by Mixed-Integer Multi-Objective Optimization, more specifically, by means of a Goal Programming model. Subsequently, the web services scheduling problem is handled in the Game Theory framework, as a game played by suppliers who aim at maximizing their own utilities. Different hypothesis about the interaction between the suppliers give rise to different equilibrium solutions: Nash Equilibrium, Correlated Equilibrium and Bayes-Nash Equilibrium. Finally, the web services scheduling problem is modeled as a Second Price Auction, the Vickrey-Clark-Grooves Auction Mechnism. The thesis includes illustrative numerical examples for all the models proposed / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: José Roberto de França Arruda, Pierre Lamary / Tese (doutorado) ¿ Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T13:47:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pegoretti_ThaisdosSantos_D.pdf: 2527596 bytes, checksum: 4a887632523490eee648b59c0de7e4a2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma metodologia capaz de adicionar critérios ambientais à fase de pré-projeto de um tratamento acústico veicular. Essa integração foi realizada através de uma otimização multiobjetivo baseada em um algoritmo genético. Um caso real foi analisado com a metodologia proposta. Ele consiste em um painel acústico multicamadas aplicado em um automóvel de passeio. O método da matriz de transferência é usado para o cálculo do comportamento acústico do painel. Neste método é feita a hipótese simplificadora de painel de área infinita, o que permite um custo computacional muito menor do que modelos de elementos finitos. Para a modelagem de materiais poroelásticos, utiliza-se o modelo de Johnson-Champoux-Allard, que inclui os fenômenos de dispersão de energia resultante da interação térmica e viscosa entre as fases sólida e fluida. O custo computacional menor do modelo é essencial para a otimização. Foram estabelecidos como objetivos da otimização a curva de perda de transmissão desejada e os resultados da análise do ciclo de vida do painel. Uma curva de perda de transmissão em função de bandas de oitava foi estabelecida como um critério de desempenho acústico mínimo. Para os critérios ambientais, o impacto de um painel existente foi estabelecido como máximo. A análise do ciclo de vida quantifica o impacto do produto em relação a diversos aspectos. Na metodologia proposta três critérios foram selecionados inicialmente: aquecimento global, destruição de recursos abióticos e toxicidade da água doce. Finalmente, apenas um deles foi utilizado na otimização, o aquecimento global, pois os critérios máximos estabelecidos para os demais eram facilmente atingidos ao longo da otimização. A otimização multiobjetivos gera como resultado uma frente de Pareto com um conjunto de soluções, e cabe ao projetista escolher a melhor opção, analisando-a em relação ao impacto ambiental e a outros aspectos, tais como disponibilidade e custo / Abstract: This work aims at developing a methodology capable of adding environmental criteria to the pre-design of a vehicular acoustic treatment. This integration was accomplished through a multi-objective optimization based on a genetic algorithm. A real case study was analyzed with the proposed methodology. It consists of a multilayered acoustic panel applied in passenger vehicles. The transfer matrix method is used to calculate the acoustic behavior of the panel. In this method the panel area is infinite. It provides a lower computational cost than finite element models, which can take into account the real dimensions of the panel. The Johnson-Champoux-Allard model was used for poroelastic material modeling. It includes the energy loss generated by the viscous and the thermal interactions between the solid and the fluid media. The lower computational cost of the model is essential for the optimization. The desired acoustic transmission and results of the life cycle analysis of the panel were established as the optimization objectives. A transmission loss curve in octave bands was defined as a minimum noise performance criterion. For the environmental criteria, an existing panel behavior was established as the maximum. The life cycle assessment quantifies the product impact with respect to many aspects. In the proposed methodology, three criteria were initially selected: global warming, abiotic depletion, and fresh water aquatic ecotoxicity. Finally, only one of them was used in the optimization, the global warming, because the maximum values established for the other criteria were easily achieved during the optimization. The multi-objective optimization provides a Pareto front solutions set, and it is up to the designer to choose the best option, analyzing the solution set with relation to environmental impact and other aspects, such as availability and cost / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutora em Engenharia Mecânica

Orientadores: Ieda Geriberto Hidalgo, Paulo de Barros Correia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T18:22:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_JessicaPillonTorralba_D.pdf: 6009989 bytes, checksum: a3f55f4b7f91827762cdfb4e83ebcf4c (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Em busca do desenvolvimento sustentável, a atividade de produção de energia iniciou o século XXI com foco em dois temas: eficiência energética e utilização de fontes de energia renováveis. O Brasil é um país privilegiado em termos de disponibilidade de recursos naturais para a geração de energia, principalmente através da água. Apesar da evolução de outras fontes renováveis de energia, como a biomassa e a eólica, é previsto um aumento da utilização de energia hidráulica na geração de eletricidade de forma sustentável. Para acompanhar esse aumento, existe a necessidade de expandir a oferta de energia através da instalação de novas usinas hidrelétricas e/ou otimização da operação das usinas hidrelétricas existentes. Neste contexto, esta tese apresenta uma metodologia para resolver o problema de despacho dinâmico de máquinas e geração com horizonte diário e discretização horária. Ela baseia-se na Programação por Metas Lexicográficas, utilizando Algoritmo Genético e Strength Pareto Evolutionary Algorithm. A formulação matemática do problema possui dois objetivos conflitantes. O primeiro consiste em maximizar a geração líquida da usina ao longo do dia. O segundo visa minimizar o número de partidas e paradas das unidades geradoras. A resolução é executada em duas etapas. Na Etapa 1, o Algoritmo Genético é utilizado para resolver o problema estático para cada hora. Na Etapa 2, Algoritmo Genético e Strength Pareto Evolutionary Algorithm são empregados para solucionar o problema dinâmico ao longo de um dia. As soluções encontradas são analisadas através da construção de uma curva de trade-offs. Os estudos de casos são realizados com as usinas Jupiá e Porto Primavera ,que pertencem ao Sistema Interligado Nacional. Os resultados mostram que a metodologia proposta apresenta soluções eficientes e econômicas para a programação diária de usinas hidrelétricas / Abstract: In pursuit of the sustainable development, the energy production activity began the 21st century with focus on two themes: energy efficiency and use of renewable energy sources. Brazil is a privileged country in terms of availability of natural resources to energy production, mainly through water. Despite the development of other renewable energy sources, such as biomass and wind power, hydro energy is expected to increase in the electricity generation in a sustainable way. To keep this growing, there is a need to increase the supply of energy by installing new hydroelectric plants and/or optimizing the operation of existing ones. In this context, this thesis presents a methodology to solve the dynamic dispatch problem of units and generation with a daily horizon and hourly discretization. It is based on Lexicographic Goal Programming using Genetic Algorithm and Strength Pareto Evolutionary Algorithm. The mathematical formulation of the problem has two conflicting goals. The first consists of maximizing the electric power output the plant throughout the day. The second aims to minimize the number of start-ups and shut-downs of the generating units. The resolution is divided in two steps. In Step 1, Genetic Algorithm is used to solve the static problem for each hour. Phase 2 employs Genetic Algorithm and Strength Pareto Evolutionary Algorithm to solve the dynamic problem throughout the day. The solutions are analyzed by building a trade-offs curve. The case studies are carried out with Jupiá and Porto Primavera hydroelectric power plants that belong to the National Interconnected System. The results show that the proposed methodology provides efficient and economic solutions for the daily operation of hydroelectric power plants / Doutorado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Doutora em Planejamento de Sistemas Energéticos

[ES] El enfoque tradicional en la calibración de modelos hidrológicos se basa únicamente en los caudales observados en alguna estación de aforos de la cuenca de estudio. Sin embargo, la evaluación de los caudales de manera puntual para una cuenca hidrográfica proporciona una respuesta agregada y limitada del comportamiento del sistema. Es por esto, que los datos obtenidos por teledetección se han convertido en una alternativa clave para hacer frente esta situación, aumentando significativamente el uso de este tipo de información en las últimas décadas para variables de estado utilizadas en Ecohidrología. De hecho, los datos obtenidos por teledetección proporcionan no solo información temporal, sino también información valiosa sobre la dinámica espacial, lo que puede facilitar una calibración del modelo teniendo en cuenta los patrones espaciales y la dinámica temporal, lo que a su vez aumenta la robustez del modelado. Actualmente existe una gran disponibilidad de datos de satélite, por citar entre otros: índice de área foliar, humedad del suelo superficial, evapotranspiración. Estos datos se encuentran disponibles casi en tiempo real, con resoluciones espacio-temporales suficientes para la Ecohidrología [30m-25km] en la mayoría de los casos y con una distribución espacial cubriendo toda la tierra. Para este trabajo se ha escogido la humedad del suelo superficial como variable de estado, y el índice de área foliar como variable de validación. Justificado en la importancia y el papel fundamental desempeñado por la humedad del suelo en el ciclo hidrológico, se ha decidido incluirla como variable de estado en esta investigación. A pesar de su importancia, las mediciones in-situ son todavía escasas en tiempo y espacio, si tenemos en cuenta su alta variabilidad espacial y temporal, lo que unido a los costos asociados a su funcionamiento y mantenimiento nos lleva a la realidad que generar la cantidad necesaria de datos observacionales in-situ es económicamente inviable, salvo en cuencas pequeñas experimentales o parcelas. Por todo ello, los datos de la mencionada variable obtenidos por teledetección se presentan como una buena alternativa para ser incorporados durante el modelado del ciclo hidrológico. Y es aquí donde se enmarca esta investigación. Primeramente, testear la posibilidad de calibrar una cuenca utilizando información satelital, desde un enfoque multiobjetivo en combinación con la serie de caudales, y desde un enfoque mono-objetivo considerando a la humedad del suelo como única variable de estado, es decir, en este caso se ha considerado a la cuenca como no aforada. En segundo lugar, también debe hacerse frente a un objetivo operacional que implica resolver cómo manejar este tipo de información para implementar y calibrar modelos ecohidrológicos. Para llevar a cabo la propuesta se ha seleccionado como área de estudio una cuenca mediterránea semiárida con un régimen efímero (la Rambla de la Viuda) y un modelo distribuido espacialmente (TETIS) para poder explotar mejor la información espacial proveniente de la teledetección. Los resultados obtenidos muestran principalmente que: a) considerando información espacio-temporal en el proceso de calibración multiobjetivo (en combinación con la serie de caudales) incrementa la robustez del modelo, debido a que el desempeño del mismo no presenta demasiada degradación en el paso del periodo de calibración al periodo de validación, y b) considerando a la cuenca como no aforada, es posible realizar una estimación coherente de la hidrología utilizando solamente la información de satélite como única variable de estado, manteniendo resultados aceptables también el periodo de validación. / [CAT] L'enfocament tradicional al calibratge de models hidrològics es fonamenta únicament en els cabals observats en alguna estació d'aforament de la conca d'estudi. No obstant això, l'avaluació dels cabals de manera puntual per a una conca hidrogràfica proporciona una resposta agregada i limitada del comportament del sistema. Per a fer front a aquesta situació, les dades obtingudes per teledetecció s'han convertit en una alternativa clau, augmentant significativament l'ús d'aquest tipus d'informació en les últimes dècades per a variables d'estat utilitzades en ecohidrología. De fet, les dades obtingudes per teledetecció no només proporcionen informació temporal, sinó també informació valuosa de la dinàmica espacial, el que pot facilitar un calibratge del model tenint en compte els patrons espacials i la dinàmica temporal. Actualment existeix una gran disponibilitat de dades de satèl·lit, quasi en temps real, amb resolucions espai temporals suficients per a la ecohidrología en la majoria dels casos i amb una distribució espacial cobrint tota la terra. Per a aquest treball s'ha triat la humitat del sòl superficial com a variable d'estat, i l'índex d'àrea foliar com a variable de validació. La humitat del sòl exerceix un paper fonamental al cicle hidrològic, a causa de la seua influència en molts processos que afecten directa o indirectament el balanç hídric, com poden ser el creixement de la vegetació, les propietats hidràuliques del sòl, la evapotranspiració, la generació d'escolament i processos d'infiltració i la percolació profunda. Malgrat la seua importància, els mesuraments in-situ són encara escassos en temps i espai, si tenim en compte la seua alta variabilitat espacial i temporal, la qual cosa unida als costos associats al seu funcionament i manteniment ens du a la realitat que generar la quantitat necessària de dades observacionals in-situ és econòmicament inviable, excepte en conques xicotetes experimentals o parcel·les. Per tot això, les dades de l'esmentada variable obtingudes per teledetecció es presenten com a una bona alternativa per a ser incorporades durant el modelatge del cicle hidrològic. I és ací on s'emmarca aquesta investigació. En primer lloc, testejar la possibilitat de calibrar una conca utilitzant informació satelital, des d'un punt de visa multiobjectiu en combinació amb la sèrie de cabals, i des d'un enfocament monoobjectiu considerant la humitat del sòl com a única variable d'estat, és a dir, en aquest cas s'ha considerat a la conca com a no aforada. En segon lloc, també ha de fer-se front a un objectiu operacional que implica resoldre com gestionar aquest tipus d'informació per a implementar i calibrar models hidrològics. Com a cas d'estudi s'ha seleccionat una conca mediterrània semiàrida amb un règim efímer (la Rambla de la Vídua) i un model distribuït espacialment (TETIS) per a poder explotar millor la informació espacial provinent de la teledetecció. / [EN] The traditional approach to hydrological model calibration is based only on observed discharges at gauging stations of the studied basin. However, assessing the discharges of a watershed in this way provides an aggregated and limited answer about the behaviour of the system. In order to deal with this, remote sensing satellite data have become a key alternative and their use has significantly increased in recent decades to estimate ecohydrological state variables. Remote sensing data not only provide temporal information but also valuable information on spatial dynamics, facilitating model calibration. Currently, satellite data are available almost in real time, generally with sufficient spatio-temporal resolution for ecohydrology studies and with a spatial distribution covering the entire earth. There are many sources of satellite information than can be used in ecohydrology, but in this research we chose near-surface soil moisture as state variable and leaf area index for validation. Soil moisture plays a key role in the hydrological cycle due to its influence on many processes that directly or indirectly affect the water balance, such as vegetation growth, hydraulic properties of the ground, evapotranspiration, runoff generation and the processes of infiltration and deep percolation. Despite their importance, soil moisture in-situ measurements are still uncommon in time and space; their high spatial and temporal variability, together with the associated costs of operation and maintenance, make generating the necessary amount of observational data in-situ economically unviable, except in small experimental basins or plots. Therefore, soil moisture data obtained by remote sensing represent a good alternative for hydrological modelling. The main goal of this study is to test the possibility of calibrating a watershed using only satellite information of soil moisture To do this, we also address a secondary objective that involves solving how to process this type of information in order to implement and calibrate hydrological models. As a case study, a semi-arid Mediterranean catchment area was selected with an ephemeral regime (the Rambla de la Viuda) and a spatially distributed model was used (TETIS). / Al gobierno de Paraguay, que a través de su programa de becas en el exterior Carlos Antonio López (BECAL) ha depositado su confianza en mi persona y me han asistido deferentemente para esta formación. / Echeverria Martínez, CA. (2020). USO DE LA HUMEDAD DEL SUELO SUPERFICIAL OBTENIDA POR SATÉLITE PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UN MODELO ECOHIDROLÓGICO DISTRIBUIDO. CASO DE ESTUDIO: CUENCA DE LA RAMBLA DE LA VIUDA (ESPAÑA) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/139521 / TESIS

Orientador: Antonio Roberto Balbo / Resumo: A produção de energia eólica tem se destacado no Brasil e mostrado grande importância na questão ambiental, pois auxilia na redução da emissão dos gases poluentes na atmosfera, provenientes de outras fontes de energia. Neste trabalho é proposta uma modelagem matemática de otimização multiobjetivo a qual explora a produção de energia eólica em um problema de despacho econômico e ambiental termo-eólico. O principal objetivo é mostrar que uma metodologia determinística envolvendo os métodos de otimização multiobjetivo de restrições canalizadas progressivas e de técnicas de programação por metas ponderadas, em conjunto com o método de pontos interiores, é eficiente à resolução deste problema. É proposta uma nova técnica, a qual é uma combinação entre os métodos de otimização multiobjetivo citados. As soluções dos subproblemas gerados por estes métodos serão determinadas através de pacotes computacionais, onde são apresentados resultados de casos distintos de produção de energia, mostrando a insuficiência da energia eólica nos custos operacionais da geração e no impacto ambiental / Abstract: The production of wind energy has stood out in Brazil and has shown great importance in the environmental issue, as it assists to reduce of polluting gases in the atmosphere arising out of other sources of energy. In this work a mathematical modeling of optimization multiobjective is proposed, which explores the wind energy production in a thermal-wind environmental and economic dispatch problem. The main objective is to show that a deterministic methodology involving the multiobjective optimization methods, progressive bounded constraints and weighted goal programming techniques, together with an interior point method, is e cient to solve this problem. A new technique is proposed, which is a combination of the mentioned multiobjective optimization methods. The solutions of the generated subproblems by these methods will be determined through of computational package and the results of distinct cases of energy production will be presented, showing the in uence of the wind power on the generation and on the environmental impact. / Doutor

[EN] Hollow core slab is a prestressed precast concrete structural element very commonly used in the industrial construction context. It is manufactured in highly industrialized precast factories where its design parameters are under control. Hollow core slab optimization takes particular advantage of this aspect. Moreover, up to now there are no other works related to this topic where clear conclusions about optimal hollow core slab design had been obtained. Therefore, the main aim of this research work is to obtain significant conclusions related to the optimal design of hollow core slab series through a multi-objective approach. Hollow core slab series are formed by several elements which share the same concrete geometry and have different reinforcement. The optimization carried out is constrained, due to the fact that several geometrical and mechanical constrains have been identified. Heuristic algorithms have been used in order to solve this optimization problem. Specifically the Simulated Annealing algorithm has been used to solve the mono-objective and multi-objective optimization problem. Besides, geometrical and mechanical models to reproduce hollow core behaviour have been performed by the author to use heuristic algorithms and obtain optimal solutions along its life cycle. From the optimization results new hollow core optimal designs have found out, obtaining important economical savings (15-17% lower than current commercial design). Finally, a new hollow design based on three different parts has been performed to be used in practice. Several useful design rules for the hollow core slab manufacture from an optimal approach have been provided. / [ES] La placa alveolar pretensada es un elemento estructural prefabricado de hormigón pretensado empleado muy profusamente en el ámbito de la construcción industrial. Su producción está altamente industrializada en plantas de producción específica, con un elevado grado de control sobre sus variables de diseño. Este último aspecto la hace especialmente interesante en el campo de la optimización estructural. Además debe sumarse a este hecho el que no se hayan desarrollado hasta la fecha otros trabajos de investigación significativos que deduzcan conclusiones claras sobre el diseño óptimo de la placa alveolar. Por tanto, el presente trabajo tiene como objetivo fundamental aplicar criterios de optimización multiobjetivo al diseño de series completas de placa alveolar, entendiendo éstas como un conjunto de placas alveolares que comparten un diseño de molde de hormigón y se diferencian en el diseño de las armaduras interpuestas. La optimización desarrollada es de tipo condicionada, ya que se establecen múltiples restricciones de tipo geométrico y mecánico. Para la resolución del problema se han implementado técnicas heurísticas, muy desarrolladas en el ámbito de la investigación operativa, empleadas para la resolución de problemas de optimización combinatoria. Concretamente se han adaptado en este problema diversos algoritmos del tipo Simulated Annealing tanto monoobjetivo como multiobjetivo. Para la resolución del problema, además de la construcción de las diversas heurísticas necesarias como herramienta de optimización, se han diseñado los modelos matemáticos tanto geométricos como mecánicos a efecto de evaluar la idoneidad de las soluciones alcanzadas a lo largo de todo su ciclo de vida. De los resultados obtenidos se han podido deducir interesantes conclusiones en relación con el diseño óptimo de series de placa alveolar, alcanzando unos ahorros en términos económicos del entorno del 15-17 % con respecto a los diseños comerciales actuales. Por último, dándole un importante carácter aplicado al presente estudio, se ha propuesto un novedoso diseño de alveolo triple óptimo para la fabricación de las series de placa alveolar pretensada así como diversas recomendaciones útiles de diseño. / [CA] Les plaques alveolars pretesades son un element estructural prefabricat de formigó pretesat utilitzat de manera profusa a l'àmbit de la construcció industrial. La seua producció està altament industrialitzada en plantes de producció específica. Amb elevat grau de control sobre les seues variables de disseny. Aquest últim aspecte la fa especialment interessant al camp de l'optimització estructural. A més a més ha d'afegir-se a aquest fet el que no s'hagen desenvolupat fins ara altres treballs d'investigació significatius que dedueixen conclusions clares sobre el disseny òptim de la placa alveolar. Per tant, aquest treball té com objectiu fonamental aplicar criteris d'optimització multi objectiu al disseny de sèries completes de placa alveolar, entenent estes com un conjunt de plaques alveolars que comparteixen el disseny del mole es diferencien en el disseny de les armadures. L'optimització desenvolupada es de tipus condicionat, ja que s'estableixen múltiples restriccions de tipus geomètric i mecànic. Per a la resolució del problema s'han implementat tècniques heurístiques, molt desenvolupades en l'àmbit de la investigació operativa, empleades per a la resolució de problemes d'optimització combinatòria. Concretament s'han adaptat en aquest problema diversos algoritmes del tipus Simmulated Annealing, tant monobjectius como multi objectius. Per a la resolució del problema, a més a més de la construcció de les diverses heurístiques necessàries como a ferramenta d'optimització, s'han dissenyat els models matemàtics tant geomètric como mecànics per a avaluar la idoneïtat de les solucions obtingudes al llar del seu cicle de vida útil. Des resultat obtinguts es poden deduir interesants resultats en relació amb el disseny òptim de sèries de placa alveolar, arribant fins a uns estalvis econòmics del 15-17 % en comparació amb els dissenys comercials actuals. Per últim, donant-li una important vessant aplicada al present estudi, un nou disseny d'alveol triple òptim ha sigut proposat per a la fabricació de sèries de placa alveolar pretesades així como diverses recomanacions útils de disseny. / Albero Gabarda, V. (2016). OPTIMIZACIÓN MULTIOBJETIVO DE LA PLACA ALVEOLAR PRETENSADA [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/73145 / TESIS

[ES] En un problema de optimización multiobjetivo, habitualmente se busca caracterizar el conjunto de soluciones óptimas de Pareto, ignorando las soluciones casi-óptimas. Sin embargo, estas soluciones pueden proporcionar al diseñador una mayor diversidad de soluciones potencialmente útiles, lo que permite tomar una decisión final más informada. Pese a ello, obtener todas las soluciones casi-óptimas puede aumentar en exceso el número de ellas y, en consecuencia, ralentizar en exceso el proceso de optimización y complicar la etapa de decisión. Por ello, se propone obtener las soluciones casi-óptimas que mayor información relevante aporten al diseñador, descartando el resto de ellas. En este trabajo se asume que las soluciones más relevantes son, además de las óptimas (en el espacio de objetivos), las alternativas casi-óptimas significativamente diferentes (no vecinas en el espacio de parámetros) a las soluciones que le dominan, es decir, las soluciones casi-óptimas no dominadas en su vecindad. Este conjunto de soluciones proporciona alternativas diferentes sin aumentar en exceso el número de ellas. Para caracterizar este conjunto, en esta tesis, se presenta y valida un nuevo algoritmo (nevMOGA). Gracias a este algoritmo y la metodología descrita para su aplicación, el diseñador puede obtener estas soluciones con el objetivo de realizar un análisis más profundo, tomando la decisión final con mayor información. Además, en la tesis, se aplica esta nueva metodología en problemas de identificación de modelos y diseño de controladores multivariables. En ellos, se pone de manifiesto la utilidad de obtener las alternativas casi-óptimas no dominadas en su vecindad, proporcionando nueva información relevante para el diseñador. De hecho, en algunos de estos problemas, las alternativas casi-óptimas son preferidas en lugar de las óptimas. / [CA] En un problema d'optimització multiobjectiu, habitualment se busca caracteritzar el conjunt de solucions òptimes de Pareto, ignorant les solucions quasi-òptimes. Aquestes solucions poden proporcionar al dissenyador una major diversitat de solucions potencialment útils, la qual cosa permet prendre una decisió final més informada. No obstant això, obtenir totes les solucions quasi-òptimes pot augmentar en excés el número d'elles, alentint en excés el procés d'optimització i complicant l'etapa de decisió. Per això, es proposa obtenir les solucions quasi-òptimes que major informació rellevant aporten al dissenyador, descartant la resta d'elles. En aquest treball s'assumix que les solucions més rellevants són, a més de les òptimes (en l'espai d'objectius), les alternatives quasi-òptimes significativament diferents (no veïnes en l'espai de paràmetres) a les solucions que li dominen, és a dir, les solucions quasi-òptimes no dominades en el seu veïnatge. Aquest conjunt de solucions proporciona alternatives diferents sense augmentar en excés el número d'elles. Per a caracteritzar aquest conjunt, en aquesta tesi, es presenta i valida un nou algorisme (nevMOGA). Gràcies a aquest algorisme i la metodologia descrita per a la seua aplicació, el dissenyador pot obtenir aquestes solucions amb l'objectiu de realitzar una anàlisi més profunda, prenent la decisió final amb major informació. A més, en la tesi, s'aplica aquesta nova metodologia en problemes d'identificació de models i disseny de controladors multivariables. En ells, es posa de manifest la utilitat d'obtenir les alternatives quasi-òptimes no dominades en el seu veïnatge, proporcionant nova informació rellevant per al dissenyador. De fet, en diversos casos, les alternatives quasi-òptimes són preferides en lloc de les òptimes. / [EN] In a multiobjective optimization problem, the aim is usually to characterize the set of optimal solutions (Pareto set) and the nearly optimal solutions are ignored. Proceeding in this way has a drawback, namely, some of these nearly optimal solutions are potentially useful for the designer and their consideration can lead him or her to make a better informed decision. However, finding all the nearly optimal solutions would excessively slow down the optimization process and would complicate the decision stage unnecessarily. In order to overcome this problem, we propose a new methodology to obtain only the nearly optimal solutions that really provide relevant information to the designer, discarding the rest of them. In this work, it is assumed that the most relevant solutions are, apart from the optimal ones, the nearly optimal solutions which are significantly different (not neighbors in the parameter space) from the solutions that dominate them, that is to say, the nearly optimal solutions non dominated in their neighborhood. In this way, a set of potentially useful alternatives is provided, without increasing their number unnecessarily. In order to characterize this new set of solutions, a novel algorithm (nevMOGA) is presented and validated. Thanks to this algorithm and to the methodology described for its application, a designer will be able to obtain these new solutions and, therefore, this will enable him or her to perform a deeper analysis of the problem, which eventually will result in a more knowledgeable decision. In addition, this new methodology is applied to several engineering problems in the areas of model tuning and multivariable control design. Through these application examples, the usefulness of obtaining and taking into account the nearly optimal solutions non dominated in their neighborhood is demonstrated. In effect, in some of these cases, a nearly optimal solution is preferred to any of the optimal ones. / Este trabajo ha sido parcialmente subvencionado por el Ministerio de Economía y Competitividad a través de la beca FPU15/01652, y los proyectos DPI2015- 71443-R y RTI2018-096904-B-I00, por la administración local Generalitat Valenciana a través de la beca ACIF/2015/079 y los proyectos GV/2017/029 y AICO/2019/055, y por la Universitat Politècnica de València a través de la beca FPI-2014/2429. / Pajares Ferrando, A. (2019). Desarrollo de una metodología de optimización multiobjetivo considerando soluciones casi-óptimas. Aplicación a problemas en ingeniería de control [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/133974 / TESIS

Na área de inteligência artificial existem algoritmos de aprendizado, notavelmente aqueles pertencentes à área de aprendizado de máquina AM , capazes de automatizar a extração do conhecimento implícito de um conjunto de dados. Dentre estes, os algoritmos de AM simbólico são aqueles que extraem um modelo de conhecimento inteligível, isto é, que pode ser facilmente interpretado pelo usuário. A utilização de AM simbólico é comum no contexto de classificação, no qual o modelo de conhecimento extraído é tal que descreve uma correlação entre um conjunto de atributos denominados premissas e um atributo particular denominado classe. Uma característica dos algoritmos de classificação é que, em geral, estes são utilizados visando principalmente a maximização das medidas de cobertura e precisão, focando a construção de um classificador genérico e preciso. Embora essa seja uma boa abordagem para automatizar processos de tomada de decisão, pode deixar a desejar quando o usuário tem o desejo de extrair um modelo de conhecimento que possa ser estudado e que possa ser útil para uma melhor compreensão do domínio. Tendo-se em vista esse cenário, o principal objetivo deste trabalho é pesquisar métodos de computação evolutiva multiobjetivo para a construção de regras de conhecimento individuais com base em critérios definidos pelo usuário. Para isso utiliza-se a biblioteca de classes e ambiente de construção de regras de conhecimento ECLE, cujo desenvolvimento remete a projetos anteriores. Outro objetivo deste trabalho consiste comparar os métodos de computação evolutiva pesquisados com métodos baseado em composição de rankings previamente existentes na ECLE. É mostrado que os métodos de computação evolutiva multiobjetivo apresentam melhores resultados que os métodos baseados em composição de rankings, tanto em termos de dominância e proximidade das soluções construídas com aquelas da fronteira Pareto-ótima quanto em termos de diversidade na fronteira de Pareto. Em otimização multiobjetivo, ambos os critérios são importantes, uma vez que o propósito da otimização multiobjetivo é fornecer não apenas uma, mas uma gama de soluções eficientes para o problema, das quais o usuário pode escolher uma ou mais soluções que apresentem os melhores compromissos entre os objetivos / Machine Learning algorithms are notable examples of Artificial Intelligence algorithms capable of automating the extraction of implicit knowledge from datasets. In particular, Symbolic Learning algorithms are those which yield an intelligible knowledge model, i.e., one which a user may easily read. The usage of Symbolic Learning is particularly common within the context of classification, which involves the extraction of knowledge such that the associated model describes correelation among a set of attributes named the premises and one specific attribute named the class. Classification algorithms usually target into creating knowledge models which maximize the measures of coverage and precision, leading to classifiers that tend to be generic and precise. Althought this constitutes a good approach to creating models that automate the decision making process, it may not yield equally good results when the user wishes to extract a knowledge model which could assist them into getting a better understanding of the domain. Having that in mind, it has been established as the main goal of this Masters thesis the research of multi-objective evolutionary computing methods to create individual knowledge rules maximizing sets of arbitrary user-defined criteria. This is achieved by employing the class library and knowledge rule construction environment ECLE, which had been developed during previous research work. A second goal of this Masters thesis is the comparison of the researched evolutionary computing methods against previously existing ranking composition methods in ECLE. It is shown in this Masters thesis that the employment of multi-objective evolutionary computing methods produces better results than those produced by the employment of ranking composition-based methods. This improvement is verified both in terms of solution dominance and proximity of the solution set to the Pareto-optimal front and in terms of Pareto-front diversity. Both criteria are important for evaluating the efficiency of multi-objective optimization algorithms, for the goal of multi-objective optimization is to provide a broad range of efficient solutions, so the user may pick one or more solutions which present the best trade-off among all objectives

Problemas ocasionados por perturbações na qualidade da energia elétrica (QEE) podem provocar sérios prejuízos, tanto de cunho social, quanto financeiros, aos clientes conectados ao sistema elétrico de potência como um todo. Neste contexto, os clientes que mais sofrem são os clientes industriais, pois estes possuem cargas sensíveis a vários distúrbios associados à falta da QEE. Sendo assim, para adoções de medidas preventivas, ou corretivas, que melhorem os índices de QEE, faz-se necessário um monitoramento dos sistemas elétricos que permita um melhor acompanhamento da ocorrência dos distúrbios. Nesta pesquisa é proposta a modelagem do problema de alocação ótima de monitores de QEE em sistemas de distribuição com múltiplos objetivos, os quais são: minimização do custo do monitoramento, minimização da ambiguidade topológica, maximização do monitoramento das cargas, maximização da quantidade de ramais monitorados, minimização da quantidade de afundamentos não monitorados, e maximização da redundância do monitoramento dos afundamentos. Na resolução do problema foi utilizado o Algoritmo Evolutivo Multiobjetivo com Tabelas (AEMT), adotado por ter boa capacidade de resolução com muitos objetivos. Os resultados obtidos permitiram observar que o AEMT forneceu as fronteiras de Pareto com soluções diversificadas e bem distribuídas ao longo da mesma, mostrando-se de grande relevância para o planejamento de sistemas de monitoramento da QEE em sistemas de distribuição de energia. A principal contribuição desta tese é o fornecimento de um modelo que permite às empresas de energia avaliar os investimentos que farão nos seus sistemas de monitoramento considerando seis critérios distintos, permitindo uma maior flexibilidade no estabelecimento do plano de monitoramento e uma melhor análise do custo/benefício considerando os seis aspectos abordados. / Problems arising from disturbances in power quality (PQ) can cause serious damage, both social, and financial, to customers connected to the electrical power distribution systems as a whole. In this context, the customers who suer most are industrial customers, as they have loads sensitive to various disturbances associated with the lack of PQ. Thus, in order to adopt preventive or corrective measures to improve PQ rates, it is necessary to monitor electrical systems to allow better oversight of the occurrence of disturbances. In this research, the proposal is to model the problem of optimal allocation of power quality monitors in distribution systems with multiple objectives. The multiple objectives are: minimizing the monitoring cost, minimizing ambiguities in topology, maximizing the load monitoring, maximizing the area monitoring, minimizing the voltage sag unmonitored, and maximizing the redundancy in the sag monitoring. In solving the problem, a Multiobjective Evolutionary Algorithm with Tables (MEAT) was adopted due to ability to deal with many objectives. The results show that the AMET finds a set of ecient solutions that are diversified and well-distributed along the Pareto Front, and that they are highly relevant for planning of PQ monitoring systems in electrical power distribution systems. The main contribution of this thesis is to provide a model that allows utilities better evaluate investments that they will make in their monitoring systems comprising six dierent criteria, allowing greater flexibility in establishing the monitoring plan and a better analysis of cost/benefit considering the six aspects.