ARAÚJO, P. H. M. Uma Heurística Langrangeana para o Problema de Ponderação de Rodadas. 2014. 84 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2015-01-23T20:24:27Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_phmaraujo.pdf: 2899415 bytes, checksum: 09eb89cd95ed8aaebf416937c1fd27ac (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales(rocilda@ufc.br) on 2015-02-09T15:42:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_phmaraujo.pdf: 2899415 bytes, checksum: 09eb89cd95ed8aaebf416937c1fd27ac (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-09T15:42:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_phmaraujo.pdf: 2899415 bytes, checksum: 09eb89cd95ed8aaebf416937c1fd27ac (MD5) Previous issue date: 2014 / In this dissertation, our main objective was to develop a technique for resolution to a problem in the area of telecommunications. The problem in question is called Round Weighting Problem (RWP) and was originally proposed in (KLASING; MORALES; P eRENNES, 2008). The context of the problem involves a wireless network where communications are performed by radio waves and the network operates through a network operation that satis es the constraints of the problem. Initially, we explain how a radio network is formed and describe the mode of operation of the radio network with restrictions using a mathematical model. Then, we formalize the RWP as an optimization problem, specifying their restrictions, corresponding to the generation of the set of possible network operations, and optimization criterion, regarding the use of network resources. Subsequently, we show a preliminary study of the Fractional Coloring problem (FC problem) and present a technique to solve this problem through the use of a lagrangian heuristic based on a lagrangian relaxation of an integer programming formulation of the problem. This resolution technique is then adapted to the RWP, consisting in the main contribution of our research. Finally, we show the computational results and analyzes of our implementations for the Fractional Coloring problem and RWP. / Nesta dissertação, nosso principal objetivo foi desenvolver uma técnica de resolução para um problema na área de telecomunicações. O problema em questão é chamado de problema de Ponderação de Rodadas (PR) e foi inicialmente proposto em [Klasing,Morales,Perennes, 2008]. O contexto do problema envolve uma rede sem fio, onde as comunicações são realizadas via ondas de rádio e a rede funciona através de uma operação da rede que satisfaz certas restrições. Inicialmente, explicamos como é formada uma rede de rádio e descrevemos a forma de operação da rede de rádio junto às restrições usando um modelo matemático. Em seguida, formalizamos o problema PR como um problema de otimização, especificando suas restrições, correspondente à geração do conjunto de possíveis operações da rede, e critério de otimização, referente ao uso dos recursos da rede. Posteriormente, mostramos um estudo preliminar do problema de Coloração Fracionária (CF) e apresentamos uma técnica de resolução deste problema através do uso de uma heurística lagrangeana baseada em uma relaxação lagrangeana de uma formulação de programação inteira do problema. Essa técnica de resolução é então adaptada para o problema PR, consistindo na principal contribuição de nossa pesquisa. Por fim, mostramos os resultados computacionais e análises das nossas implementações para os problemas CF e PR.

ARARUNA, A. R. Caminho mínimo com restrição probabilística de atraso máximo. 2013. 88f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Departamento de Computação, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Aline Mendes (alinemendes.ufc@gmail.com) on 2015-09-18T13:05:49Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_arararuna.pdf: 2056638 bytes, checksum: f70ff44a38a60bdeaddc2fbf6e8fd0cf (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Mendes(alinemendes.ufc@gmail.com) on 2015-09-18T13:06:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_arararuna.pdf: 2056638 bytes, checksum: f70ff44a38a60bdeaddc2fbf6e8fd0cf (MD5) / Made available in DSpace on 2015-09-18T13:06:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_arararuna.pdf: 2056638 bytes, checksum: f70ff44a38a60bdeaddc2fbf6e8fd0cf (MD5) Previous issue date: 2013 / In the Probabilistic Delay Constrained Shortest Path problem we aim to consider the time factor in the design of cargo routing paths in road networks at minimum cost, considering the increasing uncertainty in travel times of these routes in real networks, and keeping in mind strategies of quality of service, in order to obtain a compromise between the travel costs and the compliance of the arrival time at the destination. We conducted a study of related problems in the literature of transport networks optimization, in order to better understand the problem to be addressed, about which we are not aware of existing works. We developed a scheme for enumerating partitions of the solution space of this problem, which uses an L decomposition to select these partitions wisely, and is aided by solutions to relaxations of the problem to obtain bounds for the optimal cost. In addition, we developed some branching and pruning strategies for a Branch-and-Bound scheme, with a pre-processing phase, in order to try and solve the problem directly. The computational results show that we are competitive with the commercial tool used for comparison in the smaller instances. For the remaining instances, this tool is more efficient in the time required for solving the problem. / No problema do Caminho Mínimo com Restrição Probabilística de Atraso Máximo visamos considerar o fator tempo no projeto de rotas de transporte de cargas em malhas viárias a custo mínimo, atentando à crescente incerteza nos tempos de percurso dessas rotas em malhas reais, e observá-lo tendo em mente estratégias de qualidade de serviço, de forma a obtermos um compromisso entre o custo de percurso e a conformidade ao prazo de chegada ao destino. Realizamos um estudo de problemas relacionados na literatura da área de otimização em redes de transporte, de forma a tentarmos conhecer melhor o problema a ser estudado, sobre o qual não tomamos conhecimento de trabalhos existentes. Desenvolvemos um esquema para enumeração de partições do espaço de soluções do problema, que utiliza uma decomposição em L para selecionar partições de forma inteligente, e que é auxiliado por soluções de relaxações do problema de forma a obter cotas para o custo ótimo. Além disso, desenvolvemos algumas estratégias de ramificação e de poda para um esquema de Branch-and-Bound, com uma fase de pré-processamento, de forma a tentar resolver o problema diretamente. Os resultados computacionais obtidos demonstram que somos competitivos com a ferramenta comercial utilizada para comparação em instâncias de menor porte para o problema. Para as demais instâncias, essa ferramenta se mostrou mais eficiente quanto ao tempo necessário para a resolução.

Pessoas portadoras de deficiências encontram enormes dificuldades ao tentarem entrar no mercado de trabalho. De fato, sobretudo em países em desenvolvimento, esta parcela significativa da população representa uma fração ínfima dos trabalhadores empregados. Dentre as iniciativas que tentam reverter este quadro, destaca-se a criação de Centros de Trabalhadores Deficientes (CTDs), empresas sem fins lucrativos que empregam pessoas portadoras de deficiências, geralmente em linhas de produção. Um dos fins últimos dos CTDs é expor os trabalhadores a situações encontradas em uma gama diversa de contextos produtivos, de modo que eles possam, eventualmente, vir a compor o quadro de empresas convencionais. A organização e planejamento da operação de CTDs envolve uma série de dificuldades. Questões ligadas à ergonomia do trabalho ou ao gerenciamento de qualidade, por exemplo, adquirem características particulares neste ambiente. Da mesma forma, problemas clássicos de balanceamento de linhas de produção ganham novas particularidades devido, sobretudo, à enorme heterogeneidade existente entre os trabalhadores. Neste contexto, nos interessamos por problemas referentes ao balanceamento da linha de produção com trabalhadores deficientes, onde se busca obter a maior eficiência produtiva dadas as habilidades específicas de cada trabalhador. De maneira mais precisa, o problema de balanceamento de linhas de produção em CTDs, conhecido na literatura como problema de balanceamento e designação de trabalhadores em linhas de produção (ALWABP, na sigla em inglês) consiste em alocar tarefas e trabalhadores a estações de trabalho, de modo a minimizar o gargalo produtivo e levando em consideração que cada tarefa tem um tempo de duração que depende do trabalhador escolhido para sua execução. Isto dá ao problema um caráter de dupla alocação, aumentando seu caráter combinatório e, consequentemente, sua dificuldade de resolução. Nesta dissertação, estudamos uma variedade de técnicas de resolução do ALWABP. Os objetivos deste estudo são, primeiramente, obter métodos diversos para resolução do problema que sejam eficazes tanto em termos do tempo computacional necessário para sua utilização como em termos da qualidade da solução obtida. Dentre as abordagens propostas e testadas encontram-se versões de algoritmos com diferentes complexidades, indo desde heurísticas construtivas e estratégias de busca monotônica em vizinhança até meta-heurísticas como GRASP e Busca Tabu. A variedade de técnicas desenvolvidas permitiu a resolução de um problema ainda mais complexo que o ALWABP, que consiste em programar a linha para diversos períodos produtivos, levando em consideração a rotação de tarefas entre os trabalhadores. Deste modo, os trabalhadores podem ser expostos ao maior número de tarefas possível (atendendo, assim, o fim de treinamento almejado no ambiente dos CTDs). Para resolução do problema de rotação de tarefas, as técnicas desenvolvidas foram utilizadas em um esquema de otimização híbrido que faz uso de um pool de soluções (obtidas pelos métodos heurísticos) que são integradas através de modelos de otimização linear inteira mista. Os resultados obtidos sugerem que as técnicas desenvolvidas são eficientes e flexíveis para o problema ALWABP e que a sua integração permite a obtenção de soluções eficientes para o problema de rotação de tarefas. Deste modo, esta dissertação propõe um esquema completo para o balanceamento de linhas de produção em CTDs / Disabled workers face enormous difficulties when trying to enter to the labor market. At the present moment, in particular in developing countries, this group constitutes a small portion of the labor force in productive processes. Among the initiatives that attempt to reverse this situation, we highlight the creation of sheltered work centers for the disabled (referred to as SWD henceforth), which are non-profit companies that employ people with disabilities, often in assembly lines. The organization and planning of the operation of a SWD involves a number of challenges. Issues related to ergonomy or production quality management, for instance, acquire particular characteristics in this environment. Likewise, classic assembly lines balancing modeling and solving techniques have to be modified, due to the significant heterogeneity among workers. In this context, we are concerned with problems related to the assembly line balancing with disabled workers, which attempts to achieve the higher production efficiency as possible, given the specific skills of each worker. More precisely, the assembly line balancing problem in SWD, known in the literature as the assembly line worker assignment and balancing problem (ALWABP), consists in assigning tasks and workers to workstations, in order to minimize the bottleneck of the production line while considering that each task duration time depends on the worker chosen for its execution. This double assignment structure leads to a much more complex problem. In this dissertation, we study a variety of techniques for solving the ALWABP. The goals of this study are, first of all, the development of a number of efficient techniques for solving the problem, both in terms of computational time required for their use and in terms of the quality of the obtained solutions. Among the techniques proposed and tested, we have versions of algorithms with different complexities, ranging from constructive heuristics and monotonic neighborhood search strategies to metaheuristics such as Tabu Search and GRASP. The diversity of the developed techniques allowed the resolution of a problem even more complex than the ALWABP, which consists of programming the line for a set of periods, taking into account the rotation of tasks among workers. The objective of this new problem is to propose a solution for a given production period that considers the fact that it might be positive to expose the workers to as many tasks as possible (for training, therapeutical and motivational reasons). In order to solve this job rotation problem, the techniques developed were integrated into a hybrid optimization scheme that uses a pool of solutions (obtained with the heuristic methods) which become inputs of mixed integer linear optimization models. The results suggest that the techniques developed are efficient and flexible to the ALWABP and their integration allows the obtention of efficient solutions to the job rotation problem. Thus, this dissertation proposes a complete scheme for the resolution of the balancing problem in SWD production lines

Nesse trabalho, estudamos um problema de otimização combinatorial conhecido por Problema da Mochila Compartimentada, que é uma extensão do clássico Problema da Mochila. O problema consiste em determinar as capacidades adequadas de vários compartimentos que podem vir a ser alocados em uma mochila e como esses compartimentos devem ser carregados, respeitando as restrições de capacidades dos compartimentos e da mochila. Busca-se maximizar o valor de utilidade total. O problema é muito pouco estudado na literatura, apesar de surgir naturalmente em aplicações práticas. Nesse estudo, propomos uma modelagem matemática não linear para o problema e verificamos algumas heurísticas para sua resolução. / In this work, we studied a combinatorial optimization problem called the Clustered Knapsack Problem, that is an extension of the standard Knapsack Problem. The problem is to determine the right capacities of several clusters which can be allocated in a knapsack and how these clusters should be placed so as to respect the constraints on the capacities of the clusters and the knapsack. The objective is to maximize a total utility value. The problem has seldom been studied in the literature, even though it appears naturally in practical applications. In this study, we propose a non-linear model for the problem and we insert some heuristics for its resolution.

Pessoas portadoras de deficiências encontram enormes dificuldades ao tentarem entrar no mercado de trabalho. De fato, sobretudo em países em desenvolvimento, esta parcela significativa da população representa uma fração ínfima dos trabalhadores empregados. Dentre as iniciativas que tentam reverter este quadro, destaca-se a criação de Centros de Trabalhadores Deficientes (CTDs), empresas sem fins lucrativos que empregam pessoas portadoras de deficiências, geralmente em linhas de produção. Um dos fins últimos dos CTDs é expor os trabalhadores a situações encontradas em uma gama diversa de contextos produtivos, de modo que eles possam, eventualmente, vir a compor o quadro de empresas convencionais. A organização e planejamento da operação de CTDs envolve uma série de dificuldades. Questões ligadas à ergonomia do trabalho ou ao gerenciamento de qualidade, por exemplo, adquirem características particulares neste ambiente. Da mesma forma, problemas clássicos de balanceamento de linhas de produção ganham novas particularidades devido, sobretudo, à enorme heterogeneidade existente entre os trabalhadores. Neste contexto, nos interessamos por problemas referentes ao balanceamento da linha de produção com trabalhadores deficientes, onde se busca obter a maior eficiência produtiva dadas as habilidades específicas de cada trabalhador. De maneira mais precisa, o problema de balanceamento de linhas de produção em CTDs, conhecido na literatura como problema de balanceamento e designação de trabalhadores em linhas de produção (ALWABP, na sigla em inglês) consiste em alocar tarefas e trabalhadores a estações de trabalho, de modo a minimizar o gargalo produtivo e levando em consideração que cada tarefa tem um tempo de duração que depende do trabalhador escolhido para sua execução. Isto dá ao problema um caráter de dupla alocação, aumentando seu caráter combinatório e, consequentemente, sua dificuldade de resolução. Nesta dissertação, estudamos uma variedade de técnicas de resolução do ALWABP. Os objetivos deste estudo são, primeiramente, obter métodos diversos para resolução do problema que sejam eficazes tanto em termos do tempo computacional necessário para sua utilização como em termos da qualidade da solução obtida. Dentre as abordagens propostas e testadas encontram-se versões de algoritmos com diferentes complexidades, indo desde heurísticas construtivas e estratégias de busca monotônica em vizinhança até meta-heurísticas como GRASP e Busca Tabu. A variedade de técnicas desenvolvidas permitiu a resolução de um problema ainda mais complexo que o ALWABP, que consiste em programar a linha para diversos períodos produtivos, levando em consideração a rotação de tarefas entre os trabalhadores. Deste modo, os trabalhadores podem ser expostos ao maior número de tarefas possível (atendendo, assim, o fim de treinamento almejado no ambiente dos CTDs). Para resolução do problema de rotação de tarefas, as técnicas desenvolvidas foram utilizadas em um esquema de otimização híbrido que faz uso de um pool de soluções (obtidas pelos métodos heurísticos) que são integradas através de modelos de otimização linear inteira mista. Os resultados obtidos sugerem que as técnicas desenvolvidas são eficientes e flexíveis para o problema ALWABP e que a sua integração permite a obtenção de soluções eficientes para o problema de rotação de tarefas. Deste modo, esta dissertação propõe um esquema completo para o balanceamento de linhas de produção em CTDs / Disabled workers face enormous difficulties when trying to enter to the labor market. At the present moment, in particular in developing countries, this group constitutes a small portion of the labor force in productive processes. Among the initiatives that attempt to reverse this situation, we highlight the creation of sheltered work centers for the disabled (referred to as SWD henceforth), which are non-profit companies that employ people with disabilities, often in assembly lines. The organization and planning of the operation of a SWD involves a number of challenges. Issues related to ergonomy or production quality management, for instance, acquire particular characteristics in this environment. Likewise, classic assembly lines balancing modeling and solving techniques have to be modified, due to the significant heterogeneity among workers. In this context, we are concerned with problems related to the assembly line balancing with disabled workers, which attempts to achieve the higher production efficiency as possible, given the specific skills of each worker. More precisely, the assembly line balancing problem in SWD, known in the literature as the assembly line worker assignment and balancing problem (ALWABP), consists in assigning tasks and workers to workstations, in order to minimize the bottleneck of the production line while considering that each task duration time depends on the worker chosen for its execution. This double assignment structure leads to a much more complex problem. In this dissertation, we study a variety of techniques for solving the ALWABP. The goals of this study are, first of all, the development of a number of efficient techniques for solving the problem, both in terms of computational time required for their use and in terms of the quality of the obtained solutions. Among the techniques proposed and tested, we have versions of algorithms with different complexities, ranging from constructive heuristics and monotonic neighborhood search strategies to metaheuristics such as Tabu Search and GRASP. The diversity of the developed techniques allowed the resolution of a problem even more complex than the ALWABP, which consists of programming the line for a set of periods, taking into account the rotation of tasks among workers. The objective of this new problem is to propose a solution for a given production period that considers the fact that it might be positive to expose the workers to as many tasks as possible (for training, therapeutical and motivational reasons). In order to solve this job rotation problem, the techniques developed were integrated into a hybrid optimization scheme that uses a pool of solutions (obtained with the heuristic methods) which become inputs of mixed integer linear optimization models. The results suggest that the techniques developed are efficient and flexible to the ALWABP and their integration allows the obtention of efficient solutions to the job rotation problem. Thus, this dissertation proposes a complete scheme for the resolution of the balancing problem in SWD production lines

ARARUMA Arthur Rodrigues. Caminho mínimo com restrição probabilística de atraso máximo. 2013. 89 f. Dissertação (Mestrado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-08T19:26:26Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_arararuna.pdf: 2167566 bytes, checksum: cd1f84fd0b24a51bd2b955d8e18a7ea1 (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-07-13T13:35:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_arararuna.pdf: 2167566 bytes, checksum: cd1f84fd0b24a51bd2b955d8e18a7ea1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T13:35:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_arararuna.pdf: 2167566 bytes, checksum: cd1f84fd0b24a51bd2b955d8e18a7ea1 (MD5) Previous issue date: 2013 / In the Probabilistic Delay Constrained Shortest Path problem we aim to consider the time factor in the design of cargo routing paths in road networks at minimum cost, considering the increasing uncertainty in travel times of these routes in real networks, and keeping in mind strategies of quality of service, in order to obtain a compromise between the travel costs and the compliance of the arrival time at the destination. We conducted a study of related problems in the literature of transport networks optimization, in order to better understand the problem to be addressed, about which we are not aware of existing works. We developed a scheme for enumerating partitions of the solution space of this problem, which uses an L decomposition to select these partitions wisely, and is aided by solutions to relaxations of the problem to obtain bounds for the optimal cost. In addition, we developed some branching and pruning strategies for a Branch-and-Bound scheme, with a pre-processing phase, in order to try and solve the problem directly. The computational results show that we are competitive with the commercial tool used for comparison in the smaller instances. For the remaining instances, this tool is more efficient in the time required for solving the problem. / No problema do Caminho Mínimo com Restrição Probabilística de Atraso Máximo visamos considerar o fator tempo no projeto de rotas de transporte de cargas em malhas viárias a custo mínimo, atentando à crescente incerteza nos tempos de percurso dessas rotas em malhas reais, e observá-lo tendo em mente estratégias de qualidade de serviço, de forma a obtermos um compromisso entre o custo de percurso e a conformidade ao prazo de chegada ao destino. Realizamos um estudo de problemas relacionados na literatura da área de otimização em redes de transporte, de forma a tentarmos conhecer melhor o problema a ser estudado, sobre o qual não tomamos conhecimento de trabalhos existentes. Desenvolvemos um esquema para enumeração de partições do espaço de soluções do problema, que utiliza uma decomposição em L para selecionar partições de forma inteligente, e que é auxiliado por soluções de relaxações do problema de forma a obter cotas para o custo ótimo. Além disso, desenvolvemos algumas estratégias de ramificação e de poda para um esquema de Branch-and-Bound, com uma fase de pré-processamento, de forma a tentar resolver o problema diretamente. Os resultados computacionais obtidos demonstram que somos competitivos com a ferramenta comercial utilizada para comparação em instâncias de menor porte para o problema. Para as demais instâncias, essa ferramenta se mostrou mais eficiente quanto ao tempo necessário para a resolução.

ARARUNA, Arthur Rodrigues. Caminho mínimo com restrição probabilística de atraso máximo. 2013. 88 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências, Departamento de Computação, Fortaleza-CE, 2013. / Submitted by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-01T19:53:59Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_arararuna.pdf: 2167566 bytes, checksum: cd1f84fd0b24a51bd2b955d8e18a7ea1 (MD5) / Approved for entry into archive by guaracy araujo (guaraa3355@gmail.com) on 2016-06-01T19:54:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_arararuna.pdf: 2167566 bytes, checksum: cd1f84fd0b24a51bd2b955d8e18a7ea1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-01T19:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_arararuna.pdf: 2167566 bytes, checksum: cd1f84fd0b24a51bd2b955d8e18a7ea1 (MD5) Previous issue date: 2013 / In the Probabilistic Delay Constrained Shortest Path problem we aim to consider the time factor in the design of cargo routing paths in road networks at minimum cost, considering the increasing uncertainty in travel times of these routes in real networks, and keeping in mind strategies of quality of service, in order to obtain a compromise between the travel costs and the compliance of the arrival time at the destination. We conducted a study of related problems in the literature of transport networks optimization, in order to better understand the problem to be addressed, about which we are not aware of existing works. We developed a scheme for enumerating partitions of the solution space of this problem, which uses an L decomposition to select these partitions wisely, and is aided by solutions to relaxations of the problem to obtain bounds for the optimal cost. In addition, we developed some branching and pruning strategies for a Branch-and-Bound scheme, with a pre-processing phase, in order to try and solve the problem directly. The computational results show that we are competitive with the commercial tool used for comparison in the smaller instances. For the remaining instances, this tool is more efficient in the time required for solving the problem. / No problema do Caminho Mínimo com Restrição Probabilística de Atraso Máximo visamos considerar o fator tempo no projeto de rotas de transporte de cargas em malhas viárias a custo mínimo, atentando à crescente incerteza nos tempos de percurso dessas rotas em malhas reais, e observá-lo tendo em mente estratégias de qualidade de serviço, de forma a obtermos um compromisso entre o custo de percurso e a conformidade ao prazo de chegada ao destino. Realizamos um estudo de problemas relacionados na literatura da área de otimização em redes de transporte, de forma a tentarmos conhecer melhor o problema a ser estudado, sobre o qual não tomamos conhecimento de trabalhos existentes. Desenvolvemos um esquema para enumeração de partições do espaço de soluções do problema, que utiliza uma decomposição em L para selecionar partições de forma inteligente, e que é auxiliado por soluções de relaxações do problema de forma a obter cotas para o custo ótimo. Além disso, desenvolvemos algumas estratégias de ramificação e de poda para um esquema de Branch-and-Bound, com uma fase de pré-processamento, de forma a tentar resolver o problema diretamente. Os resultados computacionais obtidos demonstram que somos competitivos com a ferramenta comercial utilizada para comparação em instâncias de menor porte para o problema. Para as demais instâncias, essa ferramenta se mostrou mais eficiente quanto ao tempo necessário para a resolução.

Nesse trabalho, estudamos um problema de otimização combinatorial conhecido por Problema da Mochila Compartimentada, que é uma extensão do clássico Problema da Mochila. O problema consiste em determinar as capacidades adequadas de vários compartimentos que podem vir a ser alocados em uma mochila e como esses compartimentos devem ser carregados, respeitando as restrições de capacidades dos compartimentos e da mochila. Busca-se maximizar o valor de utilidade total. O problema é muito pouco estudado na literatura, apesar de surgir naturalmente em aplicações práticas. Nesse estudo, propomos uma modelagem matemática não linear para o problema e verificamos algumas heurísticas para sua resolução. / In this work, we studied a combinatorial optimization problem called the Clustered Knapsack Problem, that is an extension of the standard Knapsack Problem. The problem is to determine the right capacities of several clusters which can be allocated in a knapsack and how these clusters should be placed so as to respect the constraints on the capacities of the clusters and the knapsack. The objective is to maximize a total utility value. The problem has seldom been studied in the literature, even though it appears naturally in practical applications. In this study, we propose a non-linear model for the problem and we insert some heuristics for its resolution.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-03-23Bitstream added on 2014-06-13T19:15:35Z : No. of bitstreams: 1 silva_fm_me_sjrp.pdf: 817059 bytes, checksum: eb6c0e0e69f3687d3831dbbbc3cf6e09 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho consiste numa extensão do estudo de um problema de dimensionamento de lotes com custo de transporte feito por Norden e Velde [53], onde a produção dos itens é transportada, em paletes, para um armazém. O transporte é feito por uma empresa terceirizada sob um contrato com os seguintes custos pré-estabelecidos: um custo fixo de contrato, um custo para o transporte de um determinado volume de paletes e um custo adicional para paletes extras. O problema foi estendido, no presente trabalho, considerando restrições de capacidade e a possibilidade de atrasos no atendimento a demanda. Nosso objetivo é propor um modelo matemático para o problema estendido e desenvolver dois métodos heurísticos de resolução. Tais métodos são baseados em dois tipos de relaxação: relaxação Lagrangiana e relaxação Lagrangiana/Surrogate. Os resultados obtidos pelas heurísticas são comparados com os resultados obtidos pelo pacote de otimização CPLEX 10.0. Além disso, é feita uma comparação entre os métodos heurísticos. / This work consist of an extension of a study of the capacitated lot-sizing problems with transportation cost by Norden and Velde [53], where the production of itens is transported into pallets to an warehouse. The transportation is executed by another company, under a contract with the following transportation cost established: a fixed contract cost, a transportation cost for determined quantity of pallets and an additional cost for extra pallets. The problem was extended, in this work, considering capacity constraint and backlogging. Our objective is to propose a mathematical model for the extended problem and to develop two heuristics methods of resolution. The methods are based on two types of relaxation: Lagrangian relaxation and Lagrangian/Surrogate relaxation. The results obtained by heuristics are compared with the results obtained by CPLEX 10.0. Furthermore, a comparison between the heuristics is made.

Esta Dissertação aborda o Problema de Alocação de Aulas a Salas (PAAS), também conhecido como Problema de Alocação de Salas (PAS). As instituições de ensino superior, no começo de seus calendários letivos, resolvem um PAAS ao determinar os espaços a serem utilizados para as atividades didáticas. Porém, em muitas destas instituições o PAAS é ainda resolvido manualmente, gerando altas cargas de trabalho para os responsáveis. Neste trabalho, o Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da Universidade de São Paulo (USP) foi tomado como caso de estudo para o PAAS. Um modelo de programação matemática inteiro é proposto e abordado por técnicas de resolução exata, metaheurísticas mono-objetivo e uma abordagem multi-objetivo. Uma estrutura de vizinhança proposta obteve resultados comparáveis à da metodologia exata, para um tempo fixo de execução. Demonstra-se que, a abordagem multi-objetivo é uma possibilidade de contornar algumas dificuldades clássicas do problema, como incertezas sobre a escolha dos pesos das métricas. Os métodos de solução propostos para o problema fornecem, aos responsáveis, bons instrumentos de auxílio à tomada de decisão para o PAAS. / This Dissertation addresses the Classroom Assignment Problem (CAP). All Higher Education Institutes, at the schoolyear\'s begin, faces a CAP to define where the classes will be taught. However, many of those still solves this problem manually, demanding high efforts from the responsible staff. In this study, the Universidade de São Paulo\'s (USP) Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) was tackled as study case for the CAP. An Integer Programming Model is proposed and tackled by exact methods, meta-heuristics and a multi-objective approach. A novel neighborhood operator is proposed for the local search and obtains good results, even comparable to the exact method. The multi-objective approach is shown to overcome some of the classical adversity of the mono-objective approach, e.g., choosing weights to quality metric. Those CAP\'s proposed solution methods, gives the responsible staff a good decision making support.