Nas últimas décadas, diversas propostas de técnicas e de processos visando aumentar a sustentabilidade da agricultura ganharam evidência. Tais propostas geram novos modelos de planejamento em que devem ser considerados aspectos técnicos e ecológicos de produção, bem como o acesso de pequenos agricultores familiares ao mercado consumidor. Neste tipo de planejamento da produção, a rotação de culturas desempenha um papel fundamental, pois contribui para a manutenção dos recursos produtivos, para a minimização do uso de recursos não-renováveis e para o controle biológico da população de herbívoros, patógenos e plantas espontâneas. Nesta tese abordamos dois problemas de Programação de Rotação de Culturas (PRC) focados na produção de base sustentável de hortaliças: o problema de PRC com restrições de Adjacências (PRC-A) e o problema de PRC com atendimento da Demanda (PRC-D). O planejamento da produção de hortaliças é complexo pois envolve, em geral, um grande número de culturas com limitações específicas quanto à época de plantio e com períodos de cultivo e produtividades muito variáveis. A programação de rotação de culturas para as áreas de plantio é formulada como um modelo de otimização 01 e, para os dois problemas, em cada programação considera se tanto aspectos técnicos (época de plantio e colheita etc.) quanto ecológicos (adubação verde, pousio etc.). No problema PRC-A o objetivo é a maximização da ocupação das áreas produtivas em que as restrições de plantio são estendidas às áreas adjacentes. Como a formulação matemática para o problema tem, em geral, um número muito grande de restrições e variáveis, com matriz de restrições esparsa e bloco-diagonal, o modelo é reformulado com a Decomposição DantzigWolfe, o que permitiu sua resolução por procedimentos baseados em geração de colunas, heurísticos e exatos. No problema PRC-D desejase suprir a demanda de um conjunto de hortaliças tendo-se disponível um conjunto de áreas heterogêneas. As culturas passíveis de plantio, bem como as suas produtividades, dependem da área considerada. O problema foi formulado como um modelo de otimização linear em que cada variável está associada a uma programação de rotação de culturas. O modelo contém potencialmente um número grande de programações de rotação e é resolvido por geração de colunas. Experimentos computacionais usando instâncias baseadas em dados reais confirmam a eficácia dos modelos e das metodologias propostos para os problemas / Over the last decades, various proposals for techniques and processes to increase agricultural sustainability have been put forward. These proposals bring new planning models in which technical and ecological production aspects must be considered, as well as the access of small farmers to the consumer market. In this type of agricultural production planning, crop rotation plays a fundamental role as it contributes to maintaining productive resources, to reducing the use of non-renewable resources, and to biologically controlling the population of herbivores, pathogens and spontaneous plants. In this thesis, two problems concerning the Crop Rotation Schedule (CRS) focusing on sustainable production vegetables are addressed: the problem of the CRS having Adjacent constraints (CRS-A) and the problem of the CRS under Demand constraints (CRS-D). Production planning of vegetables is complex as it generally involves a large number of crop species having specific limitations regarding the planting season and very varied production times and productivity. The crop rotation schedule problem is formulated as an optimization model 0-1, and for both problems, in each schedule technical (planting and harvesting season etc.) and ecological (green manure, fallow etc.) aspects are considered. Concerning the CRS-A problem, the aim is to maximize the occupation of cropping areas in which planting constraints are extended to adjacent areas. As the mathematical formulation for the problem generally has a large number of restrictions and variables and the structure of the constraint matrix of the problem is sparse and block-diagonal, the model has been reformulated using the Dantzig-Wolfe Decomposition strategy, which has enabled the use of a heuristic and exact procedures based on the column generation approach for its resolution. In the CRS-D problem, the aim is to meet the market demands for vegetables having a set of heterogeneous cropping areas available. The potential planting crops, as well as their productivity, depend on the considered cropping area. The problem is formulated as an optimization linear model in which each variable is associated to a crop rotation schedule. The model may include a large number of rotation schedules and is solved by the column generation approach. Computational experiments using instances based on real-world data confirm the efficiency of models and methodologies proposed for the problems

Orientador: Maria do Socorro Nogueira Rangel / Banca: Samuel Jurkiewicz / Banca: Cleonice Fátima Bracciali / Resumo: O objetivo desse trabalho é apresentar o problema de coloração em grafos sob diferentes perspectivas. Caracterizamos o polinômio cromático de um grafo e enunciamos algumas de suas propriedades. Apresentamos duas formulações matemáticas para o problema de coloração de vértices e um método de solução para cada formulação. Apresentamos e discutimos propostas de atividades para o desenvolvimento de uma Oficina de Coloração para alunos do Ensino Médio e Fundamental. / Abstract: In this work the graph coloring problem was presented under di erent perspectives. We define the chromatic polynomials of a graph and describe some of its properties. Furthermore, two solution methods for the vertex coloring problem, through integer programming formulation, has been presented. We propose and discuss some activities for the development of a Workshop for students of secondary school. / Mestre

O problema de empacotamento em faixas de peças irregulares consiste em cortar um conjunto de peças bidimensionais a partir de um objeto de largura fixa utilizando o menor comprimento possível. Apesar de sua importância econômica para diversos setores industriais, há poucos trabalhos que abordam o problema de forma exata devido a sua dificuldade de resolução. Recentemente, Toledo et al. (2013) propuseram um modelo inteiro misto para este problema, no qual as peças são posicionadas em uma malha de pontos. Este modelo obteve bons resultados, provando a otimalidade para instâncias com até 21 peças. No entanto, o modelo possui um grande número de restrições de não-sobreposição, que cresce rapidamente de acordo com a discretização utilizada e a quantidade de peças distintas que devem ser alocadas. Neste trabalho, são propostas novas formulações matemáticas baseadas neste modelo, com o objetivo de reduzir o número de restrições. Na primeira abordagem, são propostos dois modelos reduzidos que mostraram ser eficientes para instâncias com poucas repetições de peças. Na segunda abordagem, foi proposto um modelo de cobertura por cliques para o problema. Este modelo obteve desempenho igual ou superior ao modelo da literatura para todas as instâncias avaliadas, obtendo uma solução ótima para instâncias com até 28 peças. / The irregular strip packing problem consists of cutting a set of two-dimensional pieces from an object of fixed width using the smallest possible length. Despite its economic importance for many industrial sectors, few exact studies have been made on this problem due to its difficulty of resolution. Recently, Toledo et al. (2013) proposed a mixed-integer model to this problem in which the pieces are placed on a grid. This model has worked successfully proving the optimality for instances up to 21 pieces. However, the model has a large number of non-overlapping constraints, which grows quickly in accordance with the discretization resolution and number of distinct pieces. In this work, we propose new mathematical formulations based on this model in order to reduce the number of constraints. In the first approach, we present two reduced models that have shown to be effective for instances with few repetitions of pieces. In the second approach, it was proposed a clique covering model for the problem. This model achieved a greater or equal performance than the literature for all instances, getting an optimal solution for instances up to 28 pieces.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-01-30Bitstream added on 2014-06-13T20:55:42Z : No. of bitstreams: 1 lopes_am_me_sjrp.pdf: 648692 bytes, checksum: 6aa3a670ac391b9033fe7de1566f1648 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho trata do problema de corte de estoque unidimensional inteiro, que consiste em cortar um conjunto de objetos disponíveis em estoque para a produção de itens menores demandados, de tal forma que se otimize uma ou mais funções objetivos. Foi estudado o caso em que existe apenas um tipo de objeto em estoque em quantidades suficiente para atender a demanda. Três adaptações de um método heurístico baseadas nos conceitos dos algoritmos evolutivos multiobjetivo são propostas para resolver o problema considerando duas funções objetivo conflitantes, a minimização do número de objetos cortados e a minimização do número de diferentes padrões de corte. As adaptações utilizam as idéias presentes no método da Soma Ponderada, no Vector Evaluated Genetic Algorithm e no Multiple Objective Genetic Algorithm. Estas heurísticas são analisadas resolvendo-se instâncias geradas aleatoriamente. / This work deals with the one-dimensional integer cutting stock problem, which consist of cutting a set of available objects in stock in order to produce ordered smaller items in such a way as to optimize one or more objective functions. On the case studied there is just one type of object in stock available in sufficient quantity to satisfy the demand. Three adaptations of a heuristic method based on the multi-objective evolutionary algorithms concepts are proposed to solve the problem considering two conflicting objective functions, the minimization of the number of objects to be cut and the minimization of the number of different cutting patterns. The adaptations consider the ideas from the Weighted Sum method, the Vector Evaluated Genetic Algorithm and the Multiple Objective Genetic Algorithm. These heuristics are analyzed by solving randomly generated instances.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-23Bitstream added on 2014-06-13T20:55:42Z : No. of bitstreams: 1 defalque_cm_me_sjrp.pdf: 681826 bytes, checksum: 4534893f3d08420f599caa3a4835df06 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho, propomos um modelo integrado de dimensionamento de lotes e programação da produção para uma fábrica de refrigerantes de pequeno porte denominado P1S1MTS. Neste modelo, as decisões de dimensionamento foram baseadas no modelo P1S1M encontrado na literatura, formulado com base no modelo GLSP. As decisões de sequenciamento foram modeladas utilizando restrições do problema do caixeiro viajante assimétrico. Para validação do modelo proposto e comparação entre os modelos P1S1MTS e P1S1M foram feitos testes computacionais com exemplares ilustrativos. Foram realizados também testes com exemplares baseados em dados reais da fábrica de refrigerantes e exemplares gerados aleatoriamente. Os testes foram resolvidos pelo método Branch-and-Cut incluído no pacote computacional CPLEX 10.0. Notamos que com algumas modificações, é possível que ambos os modelos retratem a mesma situação. A partir destas modificações e com os resultados obtidos, concluímos que a resolução de exempalres do modelo P1S1MTS apresentou um tempo de execução computacioanl menor que a resolução de exemplares do modelo P1S1M gerados com os mesmos dados. / In this work we propose a lot sizing and scheduling model, P1S1MTS, for a smallscale soft drink plant. In this model, the lot sising decisions were based on the P1s!m model found in the literaure. To model the scheduling decisions constraints of the asynmetric traveling salesman problem are used. For the validation of the proposed model and a comparison between the P1S1MTS and the P1S1M models computational tests were executed with illustratuve examples. Tests were also executed with examples based on real data and randomly generated instances. Tests were also executed with examples based on real data and randomly in the software CPLEX 10.0. The results showed taht, with some minor modifications, it is possible that both models depict same situation. From the results obtained we concluded that the P1s!MTS model presented a computational time performance better than the P1S1M model.

Submitted by Marcelo Ferreira (clikmarcelo@yahoo.com.br) on 2018-09-05T04:31:34Z No. of bitstreams: 1 Tese de Marcelo Ferreira - Doutorado em Matemática.pdf: 2503649 bytes, checksum: 7e5babb359afbdff94f0d88f504985c5 (MD5) / Rejected by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Problema 01) A paginação deve ser sequencial, iniciando a contagem na folha de rosto e mostrando o número a partir da introdução, a ficha catalográfica ficará após a folha de rosto e não deverá ser contada, você iniciou a contagem na página que contém a lista de figuras. A correção deve ser feita também no sumário. OBS:-Estou encaminhando via e-mail o template/modelo das páginas pré-textuais para que você possa fazer as correções, sugerimos que siga este modelo pois ele contempla as normas da ABNT Lembramos que o arquivo depositado no repositório deve ser igual ao impresso, o rigor com o padrão da Universidade se deve ao fato de que o seu trabalho passará a ser visível mundialmente. Agradecemos a compreensão. on 2018-09-05T13:47:24Z (GMT) / Submitted by Marcelo Ferreira (clikmarcelo@yahoo.com.br) on 2018-09-05T17:21:36Z No. of bitstreams: 1 Tese Marcelo Ferreira.pdf: 2501829 bytes, checksum: 90e5dbff7459a9f26f354110d615fe46 (MD5) / Approved for entry into archive by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br) on 2018-09-05T18:50:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ferreira_m_dr_sjrp.pdf: 2463292 bytes, checksum: c3ef62f0a5f3a7e55c2010f641a09d3c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-05T18:50:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ferreira_m_dr_sjrp.pdf: 2463292 bytes, checksum: c3ef62f0a5f3a7e55c2010f641a09d3c (MD5) Previous issue date: 2018-07-31 / Nessa tese abordamos dois problemas reais identificados no processo produtivo de indústrias de embalagens de papelão ondulado, que denotaremos por Problema de Minimização de Trocas de Gramaturas e Rolos Corrugadores (PMTGRC) e Problema da Alocação de Bobinas no Corrugador (PABC). Ambos os problemas ocorrem no corrugador, máquina multiestágio que produz as chapas de papelão ondulado. O PMTGRC surge da necessidade de minimizar trocas de gramaturas e rolos corrugadores durante o processo de produção dos boletins, uma vez que cada boletim traz as gramaturas específicas das camadas da chapa, além do tipo de onda empregada no(s) miolos(s). O sequenciamento dos boletins impacta na quantidade de mudanças de gramaturas nos porta-bobinas e se haverátrocaderoloscorrugadoresparadoisboletinssubsequentes. Astrocasdegramaturas impactam em custos de transporte de bobinas e as trocas de rolos corrugadores impactam em perda de produtividade. Para o PMTGRC propomos quatro modelos inéditos de programação inteira capazes de integrar essas duas considerações. O PABC integra várias considerações relacionadas à alocação das bobinas no corrugador, como por exemplo, a minimização das sobras não aproveitáveis e das quantidades de consumos parciais, fatores que influenciam diretamente nos custos de produção. Um modelo linear inteiro misto inédito é proposto, determinando quais bobinas serão utilizadas em cada porta-bobinas. Além disso, propomos uma estratégia de sequenciamento das bobinas em cada porta-bobina, evitando paragens no corrugador. Uma série de testes computacionais utilizando instâncias geradas com base em dados reais foram realizados. Os resultados indicam que os modelos foram eficientes em tratar os problemas propostos. / In this thesis we approached two real problems identified over the productive process of corrugated cardboard industries, which we will denote as the Minimization of Converting Weights and Corrugators Problem (MCWCP) and the Corrugators Coil Allocation Problem (CCAP). Both of these problems happen in the corrugators, a multistage machine which produces corrugated cardboard. The MCWCP appears from the necessity to minimize changes of weight and corrugator rolls during the production process of the bulletins, since each one brings the specific layers’s weight of the sheets, besides the kind of wave put in the middle. The sequence of bulletins impact in the number of weight changes in the coil holders and if there will be corrugating rollers’s exchange for two following bulletins. The gramature’s exchanges impact in the costs of transportation and the corrugating rollers exchange causes lost in the productivity. We propose four whole programming models capable of integrating both considerations. The CCAP integrates many considerations related to the coils’s allocation on the corrugators, for example, the minimization of the non-usable leftovers and the amount of partial consumption, factors which influence directly on the production’s costs. A whole new mist linear model is proposed, determined which coil on the corrugators are going to be used in each coil holder. Besides this, we propose a sequel strategy for the coils in each coil holder, avoiding stops on the corrugators. A series of computation tests using instances created based on real data were made. The results indicate that the models were efficient in solving the problems.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:51:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diego Piva Cezana.pdf: 6990911 bytes, checksum: 41e1f23199e3e7a20de70f3d940a42d3 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade de se utilizar o modelo de roteamento de veículos no planejamento da colheita florestal. Para isto, foi proposto um problema exemplo envolvendo dez talhões a serem colhidos, duas frentes de colheita, dois modais de transporte da madeira e quatro possíveis atividades a serem realizadas nos talhões (primeiro ou segundo desbastes, corte raso para serraria ou corte raso para celulose) com diferentes objetivos a fim de avaliar a eficiência do modelo em diferentes cenários de planejamento. O problema foi desenhado com onze restrições e com a função objetivo no sentido de minimizar os custos totais. Assim, com a base de dados disponível foi possível idealizar um problema de planejamento florestal representativo da realidade e desenvolver um modelo de otimização eficaz que apresentou resultados adequados em todos os cenários avaliados / The aim of this study was to evaluate the feasibility of using vehicle routing problem in planning of forest harvesting. For this, it was proposed an example problem involving ten stands to be harvested, two harvest teams, two modes of wood transportation and four possible activities to be performed in stands (first or second thinning, clear cutting for timber or pulpwood clearcutting) with different goals in order to evaluate the efficiency of the model in different planning scenarios. The problem was designed with eleven constraints and the objective function to minimize the total costs. Thus, with the available database it was possible to design a forest management problem representative of reality and develop an optimization model which showed effective results suitable in all scenarios evaluated

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-01-17Bitstream added on 2014-06-13T20:17:29Z : No. of bitstreams: 1 lozano_d_me_sjrp.pdf: 1183878 bytes, checksum: 4a6bb33915f7d1702bf0df3808789aa1 (MD5) / Secretaria de Educação do Estado de São Paulo / O objetivo desse trabalho é apresentar o problema de coloração em grafos sob diferentes perspectivas. Caracterizamos o polinômio cromático de um grafo e enunciamos algumas de suas propriedades. Apresentamos duas formulações matemáticas para o problema de coloração de vértices e um método de solução para cada formulação. Apresentamos e discutimos propostas de atividades para o desenvolvimento de uma Oficina de Coloração para alunos do Ensino Médio e Fundamental. / In this work the graph coloring problem was presented under di erent perspectives. We define the chromatic polynomials of a graph and describe some of its properties. Furthermore, two solution methods for the vertex coloring problem, through integer programming formulation, has been presented. We propose and discuss some activities for the development of a Workshop for students of secondary school.

Orientador: Maria do Socorro Nogueira Rangel / Banca: Deisemara Ferreira / Banca: Silvio Alexandre Araujo / Resumo: Neste trabalho, propomos um modelo integrado de dimensionamento de lotes e programação da produção para uma fábrica de refrigerantes de pequeno porte denominado P1S1MTS. Neste modelo, as decisões de dimensionamento foram baseadas no modelo P1S1M encontrado na literatura, formulado com base no modelo GLSP. As decisões de sequenciamento foram modeladas utilizando restrições do problema do caixeiro viajante assimétrico. Para validação do modelo proposto e comparação entre os modelos P1S1MTS e P1S1M foram feitos testes computacionais com exemplares ilustrativos. Foram realizados também testes com exemplares baseados em dados reais da fábrica de refrigerantes e exemplares gerados aleatoriamente. Os testes foram resolvidos pelo método Branch-and-Cut incluído no pacote computacional CPLEX 10.0. Notamos que com algumas modificações, é possível que ambos os modelos retratem a mesma situação. A partir destas modificações e com os resultados obtidos, concluímos que a resolução de exempalres do modelo P1S1MTS apresentou um tempo de execução computacioanl menor que a resolução de exemplares do modelo P1S1M gerados com os mesmos dados. / Abstract: In this work we propose a lot sizing and scheduling model, P1S1MTS, for a smallscale soft drink plant. In this model, the lot sising decisions were based on the P1s!m model found in the literaure. To model the scheduling decisions constraints of the asynmetric traveling salesman problem are used. For the validation of the proposed model and a comparison between the P1S1MTS and the P1S1M models computational tests were executed with illustratuve examples. Tests were also executed with examples based on real data and randomly generated instances. Tests were also executed with examples based on real data and randomly in the software CPLEX 10.0. The results showed taht, with some minor modifications, it is possible that both models depict same situation. From the results obtained we concluded that the P1s!MTS model presented a computational time performance better than the P1S1M model. / Mestre

Orientador: Maria do Socorro Nogueira Rangel / Banca: Horácio Hideki Yanasse / Banca: Silvio Alexandre de Araújo / Resumo: Neste trabalho, analisamos os padrões de corte adotados por uma Indústria de Móveis, e identificamos suas características básicas. Definimos, a partir dessas características, os padrões tabuleiros compostos, que pertencem a classe dos padrões de corte n-grupos, apresentada por Gilmore e Gomory (1965). Os padrões tabuleiros compostos preservam as facilidades de corte dos padrões tabuleiros, apresentando melhores índices de sobra de matéria-prima. Propomos uma heurística para a geração de um pool de padrões tabuleiros compostos, usados para resolver o problema de corte de estoque na indústria de móveis. / Abstract: In this work, we analyze the cutting patterns used by a furniture Industry, and we determine some of its basic characteristics. We defined a composed checkerboard pattern, that belongs to the class of n-groups cutting patterns, presented by Gilmore and Gomory (1965). The composed checkerboard patterns preserve the easiness of the cutting process and have better indexes of waste. We propose a heuristic to generate a pool of composed checkerboard patterns to solve the cutting stock problem in the furniture Industry. / Mestre