Em diversas indústrias de manufatura (por exemplo, papeleira, moveleira, metalúrgica, têxtil) as decisões do dimensionamento de lotes interagem com outras decisões do planejamento e programação da produção, tais como, a distribuição, o processo de corte, entre outros. Porém, usualmente, essas decisões são tratadas de forma isolada, reduzindo o espaço de soluções e a interdependência entre as decisões, elevando assim os custos totais. Nesta tese, estudamos o processo produtivo de indústrias de móveis de pequeno porte, que consiste em cortar placas grandes disponíveis em estoque para obter diversos tipos de peças que são processadas posteriormente em outros estágios e equipamentos com capacidades limitadas para, finalmente, comporem os produtos demandados. Os problemas de dimensionamento de lotes e corte de estoque são acoplados em um modelo de otimização linear inteiro cujo objetivo é minimizar os custos de produção, estoque de produtos, preparação de máquinas e perda de matéria-prima. Esse modelo mostra o compromisso existente entre antecipar ou não a fabricação de certos produtos aumentando os custos de estoque, mas reduzindo a perda de matéria-prima ao obter melhores combinações entre as peças. O impacto da incerteza da demanda (composta pela carteira de pedidos e mais uma quantidade extra estimada) foi amortizado pela estratégia de horizonte de planejamento rolante e por variáveis de decisão que representam uma produção extra para a demanda esperada no melhor momento, visando a minimização dos custos totais. Dois métodos heurísticos são desenvolvidos para resolver uma simplificação do modelo matemático proposto, o qual possui um alto grau de complexidade. Os experimentos computacionais realizados com exemplares gerados a partir de dados reais coletados em uma indústria de móveis de pequeno porte, uma análise dos resultados, as conclusões e perspectivas para este trabalho são apresentados / In the many manufacturing industries (e.g., paper industry, furniture, steel, textile), lot-sizing decisions generally arise together with other decisions of planning production, such as distribution, cutting, scheduling and others. However, usually, these decisions are dealt with separately, which reduce the solution space and break dependence on decisions, increasing the total costs. In this thesis, we study the production process that arises in small scale furniture industries, which consists basically of cutting large plates available in stock into several thicknesses to obtain different types of pieces required to manufacture lots of ordered products. The cutting and drilling machines are possibly bottlenecks and their capacities have to be taken into account. The lot-sizing and cutting stock problems are coupled with each other in a large scale linear integer optimization model, whose objective function consists in minimizing different costs simultaneously, production, inventory, raw material waste and setup costs. The proposed model captures the tradeoff between making inventory and reducing losses. The impact of the uncertainty of the demand, which is composed with ordered and forecasting products) was smoothed down by a rolling horizon strategy and by new decision variables that represent extra production to meet forecasting demands at the best moment, aiming at total cost minimization. Two heuristic methods are proposed to solve relaxation of the mathematical model. Randomly generated instances based on real world life data were used for the computational experiments for empirical analyses of the model and the proposed solution methods

Submitted by Raildo Barros Rodrigues (raildo.barros@gmail.com) on 2018-09-24T15:10:31Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Grade_Horária_Raildo_Marins_Aneirson.pdf: 2926580 bytes, checksum: 6799724ac48abd21caecd50cf5156480 (MD5) / Rejected by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo Verificar formatação com a equipe da biblioteca. Agradecemos a compreensão. on 2018-09-24T18:49:58Z (GMT) / Submitted by Raildo Barros Rodrigues (raildo.barros@gmail.com) on 2018-09-25T16:48:30Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Grade_Horária_Raildo_Marins_Aneirson.pdf: 2926580 bytes, checksum: 6799724ac48abd21caecd50cf5156480 (MD5) Dissertação_Grade_Horária_Raildo_Marins_Aneirson.pdf: 2944631 bytes, checksum: d0f33c161c9cb711a7b75cd2666f0470 (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-09-25T18:15:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rodrigues_rb_me_guara.pdf: 2944631 bytes, checksum: d0f33c161c9cb711a7b75cd2666f0470 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-25T18:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigues_rb_me_guara.pdf: 2944631 bytes, checksum: d0f33c161c9cb711a7b75cd2666f0470 (MD5) Previous issue date: 2018-09-20 / Outra / Esta dissertação trata da construção de um modelo matemático para a elaboração do quadro de horários dos cursos de graduação do CBV/IFRR. A programação de horários é um problema de otimização combinatória estudado há anos pela Pesquisa Operacional e, em termos de complexidade computacional, é tido como NP-Completo, sendo assim, é um problema que exige grande capacidade de processamento. A elaboração do quadro de horários em qualquer instituição de ensino é complexa e demanda tempo para os responsáveis por essa atividade, pois as necessidades dos professores e alunos devem ser atendidas e devem-se evitar conflitos nos horários dos professores. A instituição estudada nesta dissertação assim como outras instituições, possui particularidades institucionais, dessa forma, uma formulação geral do problema acaba não lhe sendo útil. O CBV/IFRR realiza a elaboração dos horários de forma manual, por meio de planilha eletrônica e realização de reuniões entre os gestores, o que torna difícil encontrar uma solução factível. Sendo assim, foi necessária a realização de pesquisa científica para encontrar métodos que poderiam ser aplicados ao problema. Assim, este trabalho teve como objetivo desenvolver um modelo de Programação Matemática que permitisse a elaboração dos horários para cursos de graduação do CBV/IFRR. Utilizou-se entrevistas com as Coordenações de Cursos para obtenção das informações acerca do problema tratado, tais como restrições e prioridades a serem atendidas com a programação de aulas para professores. Estas informações serviram de base para a construção do modelo conceitual, que foi utilizado para elaboração do modelo matemático final, que foi implementado na linguagem de alto nível GAMS® e resolvido pelo solver CPLEX®. Os testes do modelo foram realizados otimizando uma instância com dados reais da instituição estudada. Os resultados obtidos da otimização foram satisfatórios, pois foi possível encontrar uma solução ótima para a instância em tempo computacional adequado, com todas as restrições, impostas pelas características peculiares do problema tratado, sendo respeitadas e as prioridades estabelecidas pelas Coordenações de Cursos atendidas. / This dissertation deals with the construction of a mathematical model for the elaboration of the timetable of the undergraduate courses of the CBV/IFRR. Time scheduling is a combinatorial optimization problem that has been studied for years by Operational Research and, in terms of computational complexity, is considered as NP-Complete, so it is a problem that requires large processing capacity. The elaboration of the timetable in any educational institution is complex and takes time for those responsible for this activity, because the needs of teachers and students must be met and avoid conflicts in the schedules of teachers. The institution studied in this dissertation as well as other institutions, has institutional features, so a general formulation of the problem ends up being of no use to it. The CBV/IFRR performs the elaboration of the schedules manually, through a spreadsheet and holding meetings between managers, which makes it difficult to find a feasible solution. Thus, it was necessary to carry out scientific research to find methods that could be applied to the problem. Thus, this work had the objective of developing a Mathematical Programming model that allowed the elaboration of the schedules for the undergraduate courses of the CBV/IFRR. We used interviews with the Course Coordinators to obtain information about the problem, such as constraints and priorities to be met with the programming of classes for teachers. This information was the basis for the construction of the conceptual model, which was used to elaborate the final mathematical model, which was implemented in the GAMS® high-level language and solved by the CPLEX® solver. The tests of the model were performed optimizing an instance with real data of the studied institution. The results obtained from the optimization were satisfactory, since it was possible to find an optimal solution for the instance in adequate computational time, with all the restrictions imposed by the peculiar characteristics of the problem, being respected and the priorities established by the Coordination of Courses attended.

Em diversas indústrias de manufatura (por exemplo, papeleira, moveleira, metalúrgica, têxtil) as decisões do dimensionamento de lotes interagem com outras decisões do planejamento e programação da produção, tais como, a distribuição, o processo de corte, entre outros. Porém, usualmente, essas decisões são tratadas de forma isolada, reduzindo o espaço de soluções e a interdependência entre as decisões, elevando assim os custos totais. Nesta tese, estudamos o processo produtivo de indústrias de móveis de pequeno porte, que consiste em cortar placas grandes disponíveis em estoque para obter diversos tipos de peças que são processadas posteriormente em outros estágios e equipamentos com capacidades limitadas para, finalmente, comporem os produtos demandados. Os problemas de dimensionamento de lotes e corte de estoque são acoplados em um modelo de otimização linear inteiro cujo objetivo é minimizar os custos de produção, estoque de produtos, preparação de máquinas e perda de matéria-prima. Esse modelo mostra o compromisso existente entre antecipar ou não a fabricação de certos produtos aumentando os custos de estoque, mas reduzindo a perda de matéria-prima ao obter melhores combinações entre as peças. O impacto da incerteza da demanda (composta pela carteira de pedidos e mais uma quantidade extra estimada) foi amortizado pela estratégia de horizonte de planejamento rolante e por variáveis de decisão que representam uma produção extra para a demanda esperada no melhor momento, visando a minimização dos custos totais. Dois métodos heurísticos são desenvolvidos para resolver uma simplificação do modelo matemático proposto, o qual possui um alto grau de complexidade. Os experimentos computacionais realizados com exemplares gerados a partir de dados reais coletados em uma indústria de móveis de pequeno porte, uma análise dos resultados, as conclusões e perspectivas para este trabalho são apresentados / In the many manufacturing industries (e.g., paper industry, furniture, steel, textile), lot-sizing decisions generally arise together with other decisions of planning production, such as distribution, cutting, scheduling and others. However, usually, these decisions are dealt with separately, which reduce the solution space and break dependence on decisions, increasing the total costs. In this thesis, we study the production process that arises in small scale furniture industries, which consists basically of cutting large plates available in stock into several thicknesses to obtain different types of pieces required to manufacture lots of ordered products. The cutting and drilling machines are possibly bottlenecks and their capacities have to be taken into account. The lot-sizing and cutting stock problems are coupled with each other in a large scale linear integer optimization model, whose objective function consists in minimizing different costs simultaneously, production, inventory, raw material waste and setup costs. The proposed model captures the tradeoff between making inventory and reducing losses. The impact of the uncertainty of the demand, which is composed with ordered and forecasting products) was smoothed down by a rolling horizon strategy and by new decision variables that represent extra production to meet forecasting demands at the best moment, aiming at total cost minimization. Two heuristic methods are proposed to solve relaxation of the mathematical model. Randomly generated instances based on real world life data were used for the computational experiments for empirical analyses of the model and the proposed solution methods

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-17T20:10:32Z No. of bitstreams: 1 danielrodriguespereira.pdf: 736772 bytes, checksum: d15b2f08bb14ed58ae985f6123258ed5 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-18T13:51:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 danielrodriguespereira.pdf: 736772 bytes, checksum: d15b2f08bb14ed58ae985f6123258ed5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-18T13:51:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 danielrodriguespereira.pdf: 736772 bytes, checksum: d15b2f08bb14ed58ae985f6123258ed5 (MD5) Previous issue date: 2017-02-07 / Apresentamos neste trabalho o algoritmo de pontos interiores e direções viáveis denominado FDIPA para resolução de problemas de otimização definido por uma função diferenciável e por restrições de desigualdades. O algoritmo gera uma sequência de pontos interiores a partir de um dado ponto inicial também de interior e converge globalmente com ordem superlinear para um par Karush-Kuhn-Tucker do problema. A cada iteração uma direção de descida da função potencial é calculada inicialmente pela resolução de um sistema nas variáveis dual e primal. Apresentamos também o algoritmo FDA para resolução de problemas de complementaridade definido por uma função diferenciável e não linear. Mostramos a equivalência entre os dois métodos no sentido de gerarem as mesmas direções de descida, viável e de restauração a partir de uma atualização dos multiplicadores de Lagrange do problema de otimização. Realizamos uma comparação entre os métodos em uma coletânea de problemas de complementaridade. / In this work we present the algorithm of internal points and viable directions denominated FDIPA to solve optimization problems defined by a differentiable function and by inequalities restrictions. The algorithm generates a sequence of interior points from a given interior starting point and converges globally with superlinear order to a Karush-Kuhn-Tucker pair of the problem. At each iteration a descent direction of the potential function is calculated initially by the solution of a system in the dual and primal variables. We also present the FDA algorithm to solve complementarity problems defined by a non-linear differentiable function. We show the equivalence between the two methods in the sense that they generate the same descent, feasible and restoring directions from an update to the Lagrange multipliers of the optimization problem. We perform a comparison between the two methods in a collection of complementarity problems.

Orientador: Rubén Augusto Romero Lázaro / Resumo: Neste projeto de pesquisa, é abordado o problema otimização de grade horária. O tipo de problema de grade horária abordado é aquele que tem o enunciado e a estrutura de dados apresentado no site da Competição Internacional de Otimização do Problema de Grade Horária. Esse problema pode ser modelado como sendo um problema de Programação Linear Binária de grande porte. Entretanto, os solvers comerciais disponíveis, como o CPLEX, não tem a capacidade de encontrar as soluções ótimas das 20 instâncias mostradas no site da Competição Internacional de Otimização do Problema de Grade Horária. Neste trabalho foi desenvolvido um algoritmo VNS especializado para resolver o problema de otimização de grade horária. A parcela inovadora da proposta está relacionado com o uso da lógica de partição para encontrar a melhor solução vizinha da solução corrente de forma eficiente e para uma estrutura de vizinhança complexa e formada por muitos elementos. Dessa forma, a proposta de otimização se tornou muito eficiente na resolução das 20 instâncias cujos dados se encontram no site da Competição Internacional de Otimização do Problema de Grade Horária. / Abstract: In this research project, we address the optimization timetabling problem. The type of timetabling problem addressed is one that has the statement and data structure displayed on the site of the International Competition of Optimization of the Timetabling Problem. This problem can be modeled as a large Binary Linear Programming Problem. However, the commercial solvers available, such as CPLEX, do not have the ability to nd the optimal solutions from the 20 instances shown on the site of the International Competition of Optimization of the timetabling Problem. In this work a specialized VNS algorithm was developed to solve the optimization of Timetabling Problem . The innovative part of the proposal is related to the use of partition logic to nd the best neighborhood solution of the current solution e ciently and to a structure of complex neighborhood formed by many elements. In this way, the optimization proposal became very e cient in the resolution of the 20 instances whose data were found on the website of the International Competition for Optimization of the Timetabling Problem. / Doutor

Orientador: Francisco de Assis Magalhães Gomes Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-25T19:03:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Villela_PedroFerraz_D.pdf: 10794575 bytes, checksum: 746b8aebf0db423d557d9c5fe1446592 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho, propomos um método exato para obter o conjunto solução de um problema biobjetivo quadrático de otimização de carteiras de investimento, que envolve variáveis binárias. Nosso algoritmo é baseado na junção de três algoritmos específicos. O primeiro encontra uma curva associada ao conjunto solução de problemas biobjetivo contínuos por meio de um método de restrições ativas, o segundo encontra o ótimo de um problema de programação quadrática inteira mista pelo método Branch-and-Bound, e o terceiro encontra a interseção de duas curvas associadas a problemas biobjetivo distintos. Ao longo do texto, algumas heurísticas e métodos adicionais também são introduzidos, com o propósito de acelerar a convergência do algoritmo proposto. Além disso, o nosso método pode ser visto como uma nova contribuição na área, pois ele determina, de forma exata, a curva associada ao conjunto solução do problemas biobjetivo inteiro misto, algo que é incomum na literatura, pois o problema alvo geralmente é abordado via métodos meta-heurísticos. Ademais, ele mostrou ser eficiente do ponto de vista do tempo computacional, pois encontra o conjunto solução do problema em poucos segundos / Abstract: In this work, we propose an exact method to find the solution set of a mixed quadratic bi-objective portfolio optimization problem. Our method is based on the combination of three specific algorithms. The first one obtains a curve associated with the solution set of a continuous bi-objective problem through an active set algorithm, the second one solves a mixed quadratic optimization problem through the Branch-and-Bound method, and the third one searches the intersection of two curves associated with distinct bi-objective problems. Throughout the text, some heuristics are also introduced in order to accelerate the performance of the method. Moreover, our method can be seen as a new contribution to the field, since it finds, in an exact way, the curve related to the solution set of the mixed integer bi-objective problem, something uncommon in the corresponding literature, where the target problem is usually approached by metaheuristic methods. Additionally, it has also shown to be efficient in terms of running time, being capable of finding the problem's solution set within a much faster time frame / Doutorado / Matematica Aplicada / Doutor em Matemática Aplicada