Tesis por compendio / [EN] The main objectives of this research are the following. First, to analyse the models and methods in Decision Support Systems (DSS) for forest management, taking into account the important features which allow forestry related problems to be categorized. Second, to define strategic criteria for the sustainable management of Mediterranean forests, as well as to elicit and aggregate the stakeholders' preferences. Third, to propose a robust methodology to implement collaborative management focused on ESS and to develop indicators for the main functions of ESS. The methodology is based on a workshop and surveys to elicit the decision makers', experts' and other stakeholders' preferences. Several techniques were then used to aggregate individual judgements and determine social preferences, in particular, Analytic Hierarchy Process (AHP) and Goal Programming (GP). In addition, a PROMETHEE based method has been developed to provide indicators of the ESS, classified into provisioning, maintenance and direct to citizens services. The analysis of DSS for forest management has shown that the best choice of approach to solve a given problem depend on its nature, which can be characterized by the temporal scale, spatial context, spatial scale, number of decision makers or stakeholders, objectives and finally goods and services involved. A decision hierarchy for strategic management of Valencian forests has been developed by involving experts during the design phase. This was later validated in consultation with the stakeholders in a workshop and provides the base from which to obtain the social preferences. The results show greater importance for environmental and social criteria and lesser relevance for economic criteria, valid for both public and private Mediterranean forests. This result is the same regardless of which preference aggregation technique was used and takes into account the preferences of the majority of the stakeholders and also the minority opinions furthest from the consensus. New products and services such as rural tourism, renewable energies, landscape, hydrological regulation and erosion control, biodiversity and climate change mitigation are relevant. This research also proposes a robust methodology to implement collaborative management focused on ESS provided by protected areas and aggregated indicators for their main functions. Decision makers, technical staff and other stakeholders are included in the process from the beginning, by identifying ESS and eliciting preferences using the AHP method. Qualitative and quantitative data are then integrated into a PROMETHEE based method in order to obtain indicators for provisioning, maintenance and direct to citizens services. This methodology, which has been applied in a forest natural park, provides a tool for exploiting available technical and social data in a continuous process, as well as graphical results, which are easy to understand. This approach also overcomes the difficulties found in prioritising management objectives in a multiple criteria context with limited resources and facilitates consensus between all of the people involved. The new indicators define an innovative approach to assessing the ESS from the supply perspective and provide basic information to help establish payment systems for environmental services and compensation for natural disasters. / [ES] Los principales objetivos de esta investigación son los siguientes. En primer lugar, analizar los modelos y los métodos de los sistemas de ayuda a la toma de decisiones para gestión forestal, teniendo en cuenta las características relevantes que permiten clasificar los problemas forestales. En segundo lugar, definir los criterios estratégicos para la gestión forestal sostenible del bosque mediterráneo, así como obtener y agregar las preferencias de los decisores y otras partes interesadas. En tercer lugar, proponer una metodología robusta para implementar una gestión colaborativa centrada en los servicios del ecosistema y desarrollar indicadores para las principales funciones de estos servicios. La metodología se fundamenta en una jornada de trabajo con decisores, expertos y otros grupos de personas interesadas, así como en encuestas a todos ellos. Después se han utilizado varias técnicas para agregar las preferencias individuales y determinar las preferencias de los distintos grupos sociales, en particular el proceso analítico jerárquico y la programación por metas. Adicionalmente, se ha desarrollado un método basado en PROMETHEE que permite obtener indicadores de los servicios del ecosistema, clasificados en servicios de producción, mantenimiento y directos a los ciudadanos. El análisis de los sistemas de ayuda a la toma de decisiones para gestión forestal ha puesto de manifiesto que los mejores enfoques para resolver los problemas forestales dependen de su naturaleza, caracterizada por la escala temporal, el contexto espacial, la escala espacial, el número de decisores o personas interesadas, el número de objetivos y por último los bienes y servicios involucrados. Se ha desarrollado una jerarquía de decisión para la gestión estratégica de los bosques valencianos involucrando a expertos en la fase de diseño. Este modelo fue validado posteriormente por las partes interesadas en una jornada organizada con esta finalidad y ha sido la base para obtener las preferencias sociales. Los resultados ponen de manifiesto la mayor importancia de los criterios medioambientales y sociales y la menor relevancia de los económicos, tanto para el monte mediterráneo público como privado. Este resultado es independiente del método de agregación utilizado y tiene en cuenta tanto las preferencias de la mayoría como de la minoría más alejada del consenso. Son relevantes los nuevos productos y servicios tales como el turismo rural, las energías renovables, el paisaje, la regulación hidrológica y el control de la erosión, la biodiversidad y la mitigación del cambio climático. Esta investigación también propone una metodología robusta para implementar una gestión colaborativa centrada en los servicios del ecosistema que proporcionan las áreas protegidas e indicadores agregados para sus principales funciones. Los responsables de las decisiones, el personal técnico y otras personas interesadas han participado desde el inicio del proceso, identificando los servicios del ecosistema y proporcionado sus preferencias mediante la técnica del proceso analítico jerárquico. Después se integran los datos cualitativos y cuantitativos en un método basado en PROMETHEE con la finalidad de obtener indicadores para los servicios de producción, mantenimiento y directos a los ciudadanos. Esta metodología, que se ha aplicado en un parque natural, facilita la explotación de los datos técnicos y sociales en un proceso continuo y proporciona resultados gráficos muy fáciles de entender. Este enfoque también permite superar las dificultades que surgen al priorizar los objetivos de gestión en un contexto multicriterio con recursos limitados y facilita el consenso entre todas las personas involucradas. Los nuevos indicadores representan un enfoque innovador para la valoración de los servicios del ecosistema desde el punto de vista de la oferta y proporcionan información básica para establecer sistemas de pagos por / [CA] Els principals objectius d'aquesta recerca són els següents. En primer lloc, analitzar els models i els mètodes dels sistemes d'ajuda a la presa de decisions per a gestió forestal, tenint en compte les característiques rellevants que permeten classificar els problemes forestals. En segon lloc, definir els criteris estratègics per a la gestió forestal sostenible del bosc mediterrani, com també obtenir i agregar les preferències dels decisors i altres parts interessades. En tercer lloc, proposar una metodologia robusta per a implementar una gestió col·laborativa centrada en els serveis de l'ecosistema i desenvolupar indicadors per a les principals funcions d'aquests serveis. La metodologia es fonamenta en una jornada de treball amb decisors, experts i altres grups de persones interessades, i també en enquestes a tots ells. Després s'han utilitzat diverses tècniques per a afegir-hi les preferències individuals i determinar les preferències dels diferents grups socials, en particular el procés analític jeràrquic i la programació per metes. Addicionalment, s'ha desenvolupat un mètode basat en PROMETHEE que permet obtenir indicadors dels serveis de l'ecosistema, classificats en serveis de producció, manteniment i directes als ciutadans. L'anàlisi dels sistemes d'ajuda a la presa de decisions per a la gestió forestal ha posat de manifest que els millors enfocaments per a resoldre els problemes forestals depenen de la naturalesa d'aquests problemes, caracteritzada per l'escala temporal, el context espacial, l'escala espacial, el nombre de decisors o persones interessades, el nombre d'objectius i, finalment, els béns i serveis involucrats. S'ha desenvolupat una jerarquia de decisió per a la gestió estratègica dels boscos valencians involucrant experts en la fase de disseny. Aquest model ha sigut validat posteriorment per les parts interessades en una jornada organitzada amb aquesta finalitat i ha sigut la base per a obtenir les preferències socials. Els resultats posen de manifest la major importància dels criteris mediambientals i socials i la menor rellevància dels econòmics, tant per a la muntanya mediterrània pública com privada. Aquest resultat és independent del mètode d'agregació utilitzat i té en compte tant les preferències de la majoria com de la minoria més allunyada del consens. Són rellevants els nous productes i serveis, com ara el turisme rural, les energies renovables, el paisatge, la regulació hidrològica i el control de l'erosió, la biodiversitat i la mitigació del canvi climàtic. Aquesta recerca també proposa una metodologia robusta per a implementar una gestió col·laborativa centrada en els serveis de l'ecosistema que proporcionen les àrees protegides i indicadors agregats per a les seues funcions principals. Els responsables de les decisions, el personal tècnic i altres persones interessades hi han participat des de l'inici del procés, identificant els serveis de l'ecosistema i proporcionant les seues preferències mitjançant la tècnica del procés analític jeràrquic. Després s'integren les dades qualitatives i quantitatives en un mètode basat en PROMETHEE amb la finalitat d'obtenir indicadors per als serveis de producció, manteniment i directes als ciutadans. Aquesta metodologia, que s'ha aplicat en un parc natural, facilita l'explotació de les dades tècniques i socials en un procés continu i proporciona resultats gràfics molt fàcils d'entendre. Aquest enfocament també permet superar les dificultats que sorgeixen a l'hora de prioritzar els objectius de gestió en un context multicriteri amb recursos limitats i facilita el consens entre totes les persones involucrades. Els nous indicadors representen un enfocament innovador per a la valoració dels serveis de l'ecosistema des del punt de vista de l'oferta i proporcionen informació bàsica per a establir sistemes de pagaments per serveis ambientals i compensacions per desastres naturals. / Segura Maroto, M. (2015). ASSESSMENT OF ECOSYSTEM SERVICES BASED ON MULTIPLE CRITERIA AND GROUP DECISION MAKING [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/57955 / Compendio

Thesis (PhD(Agric) (Agriculture))--University of Stellenbosch, 2006. / ENGLISH ABSTRACT: The concept of social welfare maximisation directs strategic decision-making within a milieu of integrated planning problems. This study applies the aforementioned statement to decision-making regarding the long-term allocation of bulk-water resources in the Berg Water Management Area of South Africa. Public goods, such as bulk water supply infrastructure, is vulnerable to failures in market and government allocation strategies because both fields are subjected to unaccounted costs and benefits. This implies a measurement problem for the quantification of the total cost/benefit of management options and result in decision-making with incomplete information. Legitimate decision-making depends on reliable and accurate information, and the measurement problem, therefore, poses an obstacle to better social welfare maximisation. A need has been identified to broaden the decision-making context in the Berg Water Management Area to promote the accommodation of unaccounted for costs and benefits in water resource allocation decision-making. This study engaged this need by expanding the temporal and spatial dimensions of the decision-making context. Accordingly, improved indecision-making information and decision-support processes is needed. Spatial expansions manifested in physical expansions of the decision-making boundaries that led to expansions in representation in the decision-making process. Temporal expansions manifested in the consideration of different sequences of bulk supply schemes over time instead of a selection of schemes at the same time. The study incorporated components of economic valuation theory, multi-criteria decision analysis, a public survey and a modified Delphi expert panel technique to account for the increased decisionmaking information load. The approach was applied in the Western Cape province of South Africa and specifically focused on a choice problem regarding different long-term bulk-water resource management options for the area. Two surveys were completed to accommodate these expansions. The first focused on public preference in water allocation management and the second survey utilized a modified Delphi technique. Questions regarding the extend of public participation in long-term water resource allocation decision-making came to the fore and the applicability of economic theory to accommodate public preference as a regulatory instrument, was questioned. A willingness to pay for “greener” water was observed and may be used to motivate a paradigm shift from management’s perspective to consider, without fear of harming their own political position, “greener” water supply options more seriously even if these options imply higher direct costs.

The research objective of this dissertation is to create and demonstrate methods for parameterizing the Pareto frontiers of continuous multi-attribute design problems using barycentric coordinates, and in doing so, to enable intuitive exploration of optimal trade spaces. This work is enabled by two observations about Pareto frontiers that have not been previously addressed in the engineering design literature. First, the observation that the mapping between non-dominated designs and Pareto efficient response vectors is a bijection almost everywhere suggests that points on the Pareto frontier can be inverted to find their corresponding design variable vectors. Second, the observation that certain common classes of Pareto frontiers are topologically equivalent to simplices suggests that a barycentric coordinate system will be more useful for parameterizing the frontier than the Cartesian coordinate systems typically used to parameterize the design and objective spaces. By defining such a coordinate system, the design problem may be reformulated from y = f(x) to (y,x) = g(p) where x is a vector of design variables, y is a vector of attributes and p is a vector of barycentric coordinates. Exploration of the design problem using p as the independent variables has the following desirable properties: 1) Every vector p corresponds to a particular Pareto efficient design, and every Pareto efficient design corresponds to a particular vector p. 2) The number of p-coordinates is equal to the number of attributes regardless of the number of design variables. 3) Each attribute y_i has a corresponding coordinate p_i such that increasing the value of p_i corresponds to a motion along the Pareto frontier that improves y_i monotonically. The primary contribution of this work is the development of three methods for forming a barycentric coordinate system on the Pareto frontier, two of which are entirely original. The first method, named "non-domination level coordinates," constructs a coordinate system based on the (k-1)-attribute non-domination levels of a discretely sampled Pareto frontier. The second method is based on a modification to an existing "normal boundary intersection" multi-objective optimizer that adaptively redistributes its search basepoints in order to sample from the entire frontier uniformly. The weights associated with each basepoint can then serve as a coordinate system on the frontier. The third method, named "Pareto simplex self-organizing maps" uses a modified a self-organizing map training algorithm with a barycentric-grid node topology to iteratively conform a coordinate grid to the sampled Pareto frontier.

O uso da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) permite identificar oportunidades de melhoria de desempenho ambiental, gerar aprendizagem sobre produtos e processos e apoiar decisões para alcançar vantagens competitivas. O processo de tomada de decisão baseado nos resultados da ACV envolve, além dos aspectos e impactos ambientais, outros critérios importantes para um processo decisório. Neste sentido, esta tese objetivou desenvolver um modelo multicritério para apoio à decisão baseado em avaliação de ciclo de vida e indicadores corporativos. O modelo desenvolvido possui caráter interativo, pode ser generalizado e foi validado utilizando dados de diferentes cenários do ciclo de vida da produção do painel MDF. O modelo avalia par a par as opções de cenários distintos e identifica a opção mais atrativa de acordo com um índice final. O índice final é composto por dimensões específicas, subdimensões e indicadores. A dimensão ambiental do modelo é baseada em ACV, a qual foi modelada no software Umberto e utilizou a base de dados Eco-Invent 2.2. Para a estrutura decisória do modelo e a construção de escalas cardinais foi utilizado o método MACBETH, através do software M-MACBETH. A validação do modelo ocorreu por meio da avaliação de três situações decisórias da produção do painel MDF (variações no processo produtivo, variações em parâmetros de processo e variações em espessura do produto). Os resultados apresentados contribuíram para avanços acadêmicos em construções de modelos de apoio à decisão baseados em ACV e multicritérios. Permitiram, ainda, interpretar e gerar aprendizados acerca do processo produtivo, do ciclo de vida do produto e da gestão da produção da indústria pesquisada. Neste sentido, concluiu-se que o modelo mostrou-se apto para apoiar e gerar aprendizagem em processos decisórios multicritérios baseados em ACV e em outros indicadores corporativos. / Life Cycle Assessment (LCA) allows identify opportunities to improve environmental performance, providing knowledge about products and processes and supporting decision-making in order to achieve advantages. Decision-making based on LCA results involves, in addition to the environmental aspects and impacts, others important criteria. In this sense, this thesis aimed to develop a multi-criteria model for decision-making based on life cycle assessment and corporate indicators. The model developed has interactive nature and can be generalized. The model was validated using data for different scenarios of MDF panel production life cycle. The pairwise model evaluates the options for different scenarios and identifies the most attractive option in accordance with a final index. The final index is composed of specific, sub-dimensions and indicators. The environmental dimension is based on an LCA, which was modeled in Umberto software and used Eco-Invent 2.2 as database. For the model structure and construction of cardinal scale was used MACBETH method using M-MACBETH software. The model validation was made by evaluation of three decision-making scenarios in MDF panel production (changes in production processes, changes in process parameters and changes in product thickness variations). The results allowed to reach academic advances in order to support decision models structures based on LCA and multi-criteria. The results allowed interpreting and generating knowledge about production process, product life cycle and industrial management. In this sense, it is concluded that the model is able to support and generate knowledge on decision-making processes based on LCA and other corporate indicators.

O departamento de gestão de pessoas tem deixado de atuar de forma meramente burocrática, passando a ser considerado como uma unidade estratégica nas organizações, desta forma, é crescente a necessidade por estudos relacionados à atuação da gestão de recursos humanos, os quais devem propor novos debates teóricos, modelos e abordagens para as práticas de gestão. Neste sentido, a presente dissertação teve como objetivo principal, desenvolver um modelo de avaliação de desempenho organizacional para apoiar a diretoria de desenvolvimento de pessoal da Universidade Federal da Fronteira Sul - UFFS, por meio da metodologia multicritério de apoio à decisão – construtivista. Este estudo de caso, de natureza exploratória e descritiva, foi desenvolvido com o auxílio de dois instrumentos de intervenção, o ProKnow-C, por meio do qual realizou-se: (i) a seleção de artigos científicos relevantes sobre o tema em estudo; (ii) a análise bibliométrica, sendo extraído os artigos, autores, periódicos e palavras-chave mais relevantes sobre o tema; e, (iii) a análise sistêmica dos artigos permitiu construir conhecimento no pesquisador e identificar lacunas na literatura sobre com foco no desenvolvimento de pessoal em instituições públicas de ensino. Utilizando o segundo instrumento de intervenção, a MCDA-C, foi possível construir o modelo de avaliação de desempenho organizacional, por meio de interação direta com o decisor, sendo possível descrever os objetivos, metas, aspectos desejáveis, indesejáveis, os problemas e as preocupações do mesmo em relação ao contexto em análise, organizando-os em uma estrutura que possibilitou realizar a mensuração, avaliação global da situação atual e propor ações de aperfeiçoamento. Os principais resultados obtidos da análise sistêmica foram: (i) nenhum trabalho identifica o decisor no trabalho e o tem em conta para a construção integral do modelo; (ii) menos de 4% dos trabalhos reconhecem que o modelo é válido somente para contexto em análise; (iii) a totalidade dos artigos não atendem a teoria da mensuração; (iv) apenas 3 dos 29 artigos analisados realizam a integração dos critérios para obter uma avaliação global do desempenho; e, (v) nenhum trabalho apresenta ações de aperfeiçoamento. Os principais resultados da construção do modelo de avaliação de desempenho organizacional foram: (i) construção de 75 indicadores de desempenho; (ii) permitiu obter a avaliação global de desempenho, possibilitando visualizar os pontos fracos e fortes do desempenho da gestão, a qual encontra-se atualmente com 55 pontos; (iii) possibilita visualizar o impacto das ações sobre o desempenho global; e, (iv) possibilitou elencar 13 ações para promover o aperfeiçoamento, de forma que o desempenho geral alavancasse de 55 para 79 pontos. Desta forma, o estudo é suma importância para a gestão de recursos humanos da UFFS, visto que: (i) supre a dificuldade de afirmar que determinado resultado se deve a uma determinada prática adotada pela gestão de recursos; (ii) supre a dificuldade da organização em definir indicadores organizacionais de gestão de recursos humanos que possam ser comparáveis antes e depois de intervenções; e (iii) preenche uma lacuna na literatura, de estudos que considerem a singularidade do contexto, tendo o decisor em conta para a construção integral do modelo. / The human resource management department has been not to act in a purely bureaucratic way anymore, and then it is considered as a strategic unit in organizations. Therefore, there is a growing need for studies related to action management on the human resources, what should propose new theoretical debates, models and approaches to the management practices. In this sense, the present work points out to develop a performance evaluation model to support the department of development of people of the Universidade Federal da Fronteira Sul - UFFS, through Methodology Multiple-criteria Decision Analysis – Constructivist. This case study, exploratory and descriptive, was developed with the help of a couple intervention tools, the ProKnow-C, through it was held: (i) the selection of relevant scientific papers on the subject under study; (ii) the bibliometric analysis, being extracted the most relevant articles; authors; journals and keywords on the topic; and, (iii) the systemic analysis of the articles allows to build knowledge in Researcher and identify gaps in the literature of the performance evaluation focused on the development of people in public educational institutions. Using the second policy instrument, the MCDA-C, it was possible to build the organizational performance assessment model, through direct interaction with the decision maker what makes possible describe the objectives; goals; the desirable and the undesirable aspects; problems and concerns on this issue in relation to the context of this inquire; organizing them into a structure that enabled perform the measurement, overall assessment of the current situation and propose improvement actions. The main results of the systemic analysis were: (i) no work identifies the decision-maker at work and take into account for the full construction of the model; (ii) less than 4% of the work recognize that the model is valid only for context in analysis; (iii) all the articles don’t meet the theory of measurement; (iv) only 3 of 29 analyzed articles realize the integration of the criteria for an overall assessment of performance; (v) no work shows improvement actions. The main results of the construction of performance evaluation model were: (i) building of 75 performance indicators; (ii) allowed to obtain the overall performance evaluation, making it possible to visualize weaknesses and strengths of management performance, which is currently 55 points; (iii) allows one to view the impact of actions on the overall performance; and, (iv) made it possible to list 13 actions to promote improvement, so that overall performance leaped from 55 to 79 points. Thus, the study is extremely important for the management of human resources of the UFFS, since: (i) supplies the difficulty of stating that certain result is due to a practice of resource management; (ii) supplies the difficulty of the organization in defining organizational indicators of human resource management that are comparable, before and after interventions; and, (iii) fills a gap in the literature of the studies that consider the uniqueness of the context, taking the decision maker into account for the full construction of the model.

Muitos problemas de otimização reais apresentam mais de uma função-objetivo. Quando os objetivos são conflitantes, estratégias especializadas são necessárias, como é o caso dos algoritmos evolutivos multiobjetivo (MOEAs, do inglês Multi-objective Optimization Evolutionary Algorithms). Entretanto, se a avaliação das funções-objetivo é custosa (alto custo computacional ou econômico) muitos MOEAs propostos são impraticáveis. Uma alternativa pode ser a utilização de um modelo de aprendizado de máquina que aproxima o cálculo do fitness (surrogate) no algoritmo de otimização. Este trabalho propõe e investiga uma plataforma chamada ELMOEA/D que agrega MOEAs do estado da arte baseados em decomposição de objetivos (MOEA/D) e máquinas de aprendizado extremo (ELMs, do inglês Extreme Learning Machines) como modelos surrogate. A plataforma proposta é testada com diferentes variantes do algoritmo MOEA/D e apresenta bons resultados em problemas benchmark, comparada a um algoritmo da literatura que também utiliza MOEA/D mas modelos surrogates baseados em redes com função de base radial. A plataforma ELMOEA/D também é testada no Problema de Predição de Estrutura de Proteínas (PPEP). Apesar dos resultados alcançados pela proposta não serem tão animadores quanto aqueles obtidos nos benchmarks (quando comparados os algoritmos com e sem surrogates), diversos aspectos da proposta e do problema são explorados. Por fim, a plataforma ELMOEA/D é aplicada a uma formulação alternativa do PPEP com sete objetivos e, com estes resultados, várias direções para trabalhos futuros são apontadas. / Many real optimization problems have more than one objective function. When the objectives are in conflict, there is a need for specialized strategies, as is the case of the Multi-objective Optimization Evolutionary Algorithms (MOEAs). However, if the functions evaluation is expensive (high computational or economical costs) many proposed MOEAs are impractical. An alternative might be the use of a machine learning model to approximate the fitness function (surrogates) in the optimization algorithm. This work proposes and investigates a framework called ELMOEA/D that aggregates state-of-the-art MOEAs based on decomposition of objectives (MOEA/D) and extreme learning machines as surrogate models. The proposed framework is tested with different MOEA/D variants and show good results in benchmark problems, compared to a literature algorithm that also encompasses MOEA/D but uses surrogate models based on radial basis function networks. The ELMOEA/D framework is also applied to the protein structure prediction problem (PSPP). Despite the fact that the results achieved by the proposed approach were not as encouraging as the ones achieved in the benchmarks (when the algorithms with and without surrogates are compared), many aspects of both algorithm and problem are explored. Finally, the ELMOEA/D framework is applied to an alternative formulation of the PSPP and the results lead to various directions for future works.

Fundação Araucária / A Predição da Estrutura das Proteínas, conhecida como PSP (Protein Structure Prediction) pode ser considerada um dos problemas mais desafiadores da Bioinformática atualmente. Quando uma proteína está em seu estado de conformação nativa, a energia livre tende para um valor mínimo. Em geral, a predição da conformação de uma proteína por métodos computacionais é feita pela estimativa de dois valores de energia livre que são provenientes das interações intra e intermoleculares entre os átomos. Alguns estudos recentes indicam que estas interações estão em conflito, justificando o uso de abordagens baseadas em otimização multiobjetivo para a solução do PSP. Neste caso, a otimização destas energias é realizada separadamente, diferente da formulação mono-objetivo que considera a soma das energias. A Evolução Diferencial (ED) é uma técnica baseada em Computação Evolucionária e representa uma alternativa interessante para abordar o PSP. Este trabalho busca desenvolver um otimizador baseado no algoritmo de ED para o problema da Predição da Estrutura de Proteínas multiobjetivo. Este trabalho investiga ainda estratégias baseadas em parâmetros adaptativos para a evolução diferencial. Nicialmente avalia-se uma abordagem simples baseada em ED proposta para a solução do PSP. Uma evolução deste método que incorpora conceitos do algoritmo MOEA/D e adaptação de parâmetros é testada em um conjunto de problemas benchmark de otimização multiobjetivo. Os resultados preliminares obtidos para o PSP (para seis proteínas reais) são promissores e aqueles obtidos para o conjunto benchmark colocam a abordagem proposta como candidata para otimização multiobjetivo. / Protein Structure Prediction (PSP) can be considered one of the most challenging problems in Bioinformatics nowadays. When a protein is in its conformation state, the free energy is minimized. Evaluation of protein conformation is generally performed based on two values of the estimated free energy, i.e., those provided by intra and intermolecular interactions among atoms. Some recent experimental studies show that these interactions are in conflit, justifying the use of multiobjective optimization approaches to solve PSP. In this case, the energy optimization is performed separately, different from the mono-objective optimization which considers the sum of free energy. Differential Evolution (DE) is a technique based on Evolutionary Computation and represents an interesting alternative to solve multiobjective PSP. In this work, an optimizer based on DE is proposed to solve the PSP problem. Due to the great number of parameters, typical for evolutionary algorithms, this work also investigates adaptive parameters strategies. In experiments, a simple approach based on ED is evaluated for PSP. An evolution for this method, which incorporates concepts of the MOEA/D algorithm and parameter adaptation techniques is tested for a set of benchmarks in the multiobjective optimization context. The preliminary results for PSP (for six real proteins) are promising and those obtained for the benchmark set stands the proposed approach as a candidate to the state-of-art for multiobjective optimization.

A presente dissertação tem como objetivo construir um modelo singular de avaliação de desempenho para atender a Diretoria de pesquisa e pós-graduação da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Câmpus de Pato Branco, utilizando a visão da MCDA-C –Metodologia Multicritério de Apoio à Decisão Construtivista, levando-se em consideração as percepções do decisor por meio dessa metodologia.A pesquisa caracteriza-se como exploratória, descritiva e quali-quantitativa. Os instrumentos utilizados para a coleta e análise dos dados são: Knowledge Development Process- Constructivist (Proknow-C) e metodologia MCDA-C. Em relação ao Proknow-C, esse processo permitiu selecionar 15 artigos internacionais e 15 artigos nacionais alinhados ao tema, tendo como principais resultados: (i) a análise bibliométrica permitiu identificar os principais autores, artigos e periódicos; (ii) a análise sistêmica permitiu chegar aos seguintes resultados: a) os modelos de avaliação de desempenho propostos e/ou aplicados nas pesquisas não demonstram preocupação em desenvolver um modelo singular, específico para o contexto que lhe deu origem, ou o que é importante medir segundo os valores do decisor; b) verificou-se que a maioria dos modelos realiza a mensuração, porém, não realiza a integração dos critérios; c) a maioria dos modelos permitiram diagnosticar os pontos fortes e fracos dos contextos avaliados; d) os modelos demonstraram preocupação em propor ações para gerar ações de aperfeiçoamento, destacando-se o portfólio internacional. Por meio da MCDA-C foram obtidos os seguintes resultados: (i) identificação de 64 elementos primários de avaliação (EPAs)os quais foram explorados e discutidos originando 89 conceitos orientados à ação; (ii) constatação de duas grandes dimensões de preocupação do decisor - qualidade e gestão, sendo que a primeira grande área está relacionada à pesquisa e pós-graduação stricto sensu, aos grupos de pesquisa e à pós-graduação lato sensu; e a segunda está relacionada à imagem e aos processos internos; (iii) criação de 5 mapas de relações meios e fins, nos quais, conforme as dimensões identificadas,as preocupações operacionais (conceitos meios) e as preocupações estratégicas (conceitos fins)foram alocadas; (iv)formulação de 51 indicadores de desempenho com a participação integral do decisor; (v) construção dos descritores por meio de escalas ordinais e forma determinados os níveis de referência para cada indicador; (vi) transformação das ordinais em escalas cardinais (quantitativas); (vii) realização da análise de independência; (viii) construção das funções de valor; e (ix) determinação das taxas de substituição.Concluise a partir da filiação teórica adotada, que a estruturação do modelo de avaliação de desempenho proposto será útil para dar apoio à gestão da diretoria de pesquisa e pós-graduação da UTFPR, Câmpus de Pato Branco, bem comoo cotejamento dos indicadores da literatura com o modelo desenvolvido contribui teoricamente para a literatura. / The present work aims to build a unique model of performance evaluation to meet the Research and Graduate Directorate of the Federal Technological University of Paraná, Pato Branco Câmpus, using the MCDA-C vision - Multicriteria Decision Support Methodology Constructivist, taking into account the perceptions of the decision maker through this methodology. The research is characterized as exploratory, descriptive and qualitativequantitative. The instruments used for data collection and analysis are: Knowledge Development Process- Constructivist (Proknow-C) and MCDA-C methodology.In relation to Proknow-C, this process allowed the selection of 15 international articles and 15 national articles aligned to the theme, with the following main results: (i) bibliometric analysis allowed to identify the main authors, articles and periodicals; (ii) the systemic analysis allowed the following results to be obtained: a) the performance evaluation models proposed and/or applied in the researches do not show concern in developing a singular model, specific to the context that gave rise to it, or what is important Measure according to the values of the decision maker; b) it was verified that most of the models carry out the measurement, however, it does not integrate the criteria; c) most of the models allowed to diagnose the strengths and weaknesses of the contexts evaluated; d) the models showed concern in proposing actions to generate improvement actions, highlighting the international portfolio.The following results were obtained through MCDA-C: (i) identification of 64 primary evaluation elements (EPAs) which were explored and discussed, giving rise to 89 action-oriented concepts; (ii) finding two major dimensions of decision-maker concern - quality and management, the first large area of which is related to the research and graduate studies stricto sensu, to the research groups and to the lato sensu graduate studies; And the second is related to the image and internal processes; (iii) creation of 5 maps of means and ends relationships, in which, according to the identified dimensions, operational concerns (means concepts) and strategic concerns (concepts ends) were allocated; (iv) formulation of 51 performance indicators with the full participation of the decision maker; (v) construction of the descriptors by means of ordinal scales and form the reference levels for each indicator; (vi) transformation of ordinals into cardinal (quantitative) scales; (vii) conducting the independence analysis; (viii) construction of value functions; and (ix) determination of replacement rates. It is concluded from the theoretical affiliation adopted that the structuring of the proposed performance evaluation model will be useful to support the management of the UTFPR research and graduate board, Câmpus de Pato Branco, as well as the comparison of the indicators of the Literature with the developed model contributes theoretically to the literature.

O departamento de gestão de pessoas tem deixado de atuar de forma meramente burocrática, passando a ser considerado como uma unidade estratégica nas organizações, desta forma, é crescente a necessidade por estudos relacionados à atuação da gestão de recursos humanos, os quais devem propor novos debates teóricos, modelos e abordagens para as práticas de gestão. Neste sentido, a presente dissertação teve como objetivo principal, desenvolver um modelo de avaliação de desempenho organizacional para apoiar a diretoria de desenvolvimento de pessoal da Universidade Federal da Fronteira Sul - UFFS, por meio da metodologia multicritério de apoio à decisão – construtivista. Este estudo de caso, de natureza exploratória e descritiva, foi desenvolvido com o auxílio de dois instrumentos de intervenção, o ProKnow-C, por meio do qual realizou-se: (i) a seleção de artigos científicos relevantes sobre o tema em estudo; (ii) a análise bibliométrica, sendo extraído os artigos, autores, periódicos e palavras-chave mais relevantes sobre o tema; e, (iii) a análise sistêmica dos artigos permitiu construir conhecimento no pesquisador e identificar lacunas na literatura sobre com foco no desenvolvimento de pessoal em instituições públicas de ensino. Utilizando o segundo instrumento de intervenção, a MCDA-C, foi possível construir o modelo de avaliação de desempenho organizacional, por meio de interação direta com o decisor, sendo possível descrever os objetivos, metas, aspectos desejáveis, indesejáveis, os problemas e as preocupações do mesmo em relação ao contexto em análise, organizando-os em uma estrutura que possibilitou realizar a mensuração, avaliação global da situação atual e propor ações de aperfeiçoamento. Os principais resultados obtidos da análise sistêmica foram: (i) nenhum trabalho identifica o decisor no trabalho e o tem em conta para a construção integral do modelo; (ii) menos de 4% dos trabalhos reconhecem que o modelo é válido somente para contexto em análise; (iii) a totalidade dos artigos não atendem a teoria da mensuração; (iv) apenas 3 dos 29 artigos analisados realizam a integração dos critérios para obter uma avaliação global do desempenho; e, (v) nenhum trabalho apresenta ações de aperfeiçoamento. Os principais resultados da construção do modelo de avaliação de desempenho organizacional foram: (i) construção de 75 indicadores de desempenho; (ii) permitiu obter a avaliação global de desempenho, possibilitando visualizar os pontos fracos e fortes do desempenho da gestão, a qual encontra-se atualmente com 55 pontos; (iii) possibilita visualizar o impacto das ações sobre o desempenho global; e, (iv) possibilitou elencar 13 ações para promover o aperfeiçoamento, de forma que o desempenho geral alavancasse de 55 para 79 pontos. Desta forma, o estudo é suma importância para a gestão de recursos humanos da UFFS, visto que: (i) supre a dificuldade de afirmar que determinado resultado se deve a uma determinada prática adotada pela gestão de recursos; (ii) supre a dificuldade da organização em definir indicadores organizacionais de gestão de recursos humanos que possam ser comparáveis antes e depois de intervenções; e (iii) preenche uma lacuna na literatura, de estudos que considerem a singularidade do contexto, tendo o decisor em conta para a construção integral do modelo. / The human resource management department has been not to act in a purely bureaucratic way anymore, and then it is considered as a strategic unit in organizations. Therefore, there is a growing need for studies related to action management on the human resources, what should propose new theoretical debates, models and approaches to the management practices. In this sense, the present work points out to develop a performance evaluation model to support the department of development of people of the Universidade Federal da Fronteira Sul - UFFS, through Methodology Multiple-criteria Decision Analysis – Constructivist. This case study, exploratory and descriptive, was developed with the help of a couple intervention tools, the ProKnow-C, through it was held: (i) the selection of relevant scientific papers on the subject under study; (ii) the bibliometric analysis, being extracted the most relevant articles; authors; journals and keywords on the topic; and, (iii) the systemic analysis of the articles allows to build knowledge in Researcher and identify gaps in the literature of the performance evaluation focused on the development of people in public educational institutions. Using the second policy instrument, the MCDA-C, it was possible to build the organizational performance assessment model, through direct interaction with the decision maker what makes possible describe the objectives; goals; the desirable and the undesirable aspects; problems and concerns on this issue in relation to the context of this inquire; organizing them into a structure that enabled perform the measurement, overall assessment of the current situation and propose improvement actions. The main results of the systemic analysis were: (i) no work identifies the decision-maker at work and take into account for the full construction of the model; (ii) less than 4% of the work recognize that the model is valid only for context in analysis; (iii) all the articles don’t meet the theory of measurement; (iv) only 3 of 29 analyzed articles realize the integration of the criteria for an overall assessment of performance; (v) no work shows improvement actions. The main results of the construction of performance evaluation model were: (i) building of 75 performance indicators; (ii) allowed to obtain the overall performance evaluation, making it possible to visualize weaknesses and strengths of management performance, which is currently 55 points; (iii) allows one to view the impact of actions on the overall performance; and, (iv) made it possible to list 13 actions to promote improvement, so that overall performance leaped from 55 to 79 points. Thus, the study is extremely important for the management of human resources of the UFFS, since: (i) supplies the difficulty of stating that certain result is due to a practice of resource management; (ii) supplies the difficulty of the organization in defining organizational indicators of human resource management that are comparable, before and after interventions; and, (iii) fills a gap in the literature of the studies that consider the uniqueness of the context, taking the decision maker into account for the full construction of the model.

Muitos problemas de otimização reais apresentam mais de uma função-objetivo. Quando os objetivos são conflitantes, estratégias especializadas são necessárias, como é o caso dos algoritmos evolutivos multiobjetivo (MOEAs, do inglês Multi-objective Optimization Evolutionary Algorithms). Entretanto, se a avaliação das funções-objetivo é custosa (alto custo computacional ou econômico) muitos MOEAs propostos são impraticáveis. Uma alternativa pode ser a utilização de um modelo de aprendizado de máquina que aproxima o cálculo do fitness (surrogate) no algoritmo de otimização. Este trabalho propõe e investiga uma plataforma chamada ELMOEA/D que agrega MOEAs do estado da arte baseados em decomposição de objetivos (MOEA/D) e máquinas de aprendizado extremo (ELMs, do inglês Extreme Learning Machines) como modelos surrogate. A plataforma proposta é testada com diferentes variantes do algoritmo MOEA/D e apresenta bons resultados em problemas benchmark, comparada a um algoritmo da literatura que também utiliza MOEA/D mas modelos surrogates baseados em redes com função de base radial. A plataforma ELMOEA/D também é testada no Problema de Predição de Estrutura de Proteínas (PPEP). Apesar dos resultados alcançados pela proposta não serem tão animadores quanto aqueles obtidos nos benchmarks (quando comparados os algoritmos com e sem surrogates), diversos aspectos da proposta e do problema são explorados. Por fim, a plataforma ELMOEA/D é aplicada a uma formulação alternativa do PPEP com sete objetivos e, com estes resultados, várias direções para trabalhos futuros são apontadas. / Many real optimization problems have more than one objective function. When the objectives are in conflict, there is a need for specialized strategies, as is the case of the Multi-objective Optimization Evolutionary Algorithms (MOEAs). However, if the functions evaluation is expensive (high computational or economical costs) many proposed MOEAs are impractical. An alternative might be the use of a machine learning model to approximate the fitness function (surrogates) in the optimization algorithm. This work proposes and investigates a framework called ELMOEA/D that aggregates state-of-the-art MOEAs based on decomposition of objectives (MOEA/D) and extreme learning machines as surrogate models. The proposed framework is tested with different MOEA/D variants and show good results in benchmark problems, compared to a literature algorithm that also encompasses MOEA/D but uses surrogate models based on radial basis function networks. The ELMOEA/D framework is also applied to the protein structure prediction problem (PSPP). Despite the fact that the results achieved by the proposed approach were not as encouraging as the ones achieved in the benchmarks (when the algorithms with and without surrogates are compared), many aspects of both algorithm and problem are explored. Finally, the ELMOEA/D framework is applied to an alternative formulation of the PSPP and the results lead to various directions for future works.