Orientador: Luis Geraldo Pedroso Meloni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-02T22:52:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_LeonimerFlaviode_M.pdf: 2408604 bytes, checksum: 05be2117634955c54320061f3c84f051 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Este trabalho tem como objetivo contribuir com o processo de decisões em estratégias de produção no que se refere a decisões de curto prazo e otimização de recursos produtivos. Algumas dessas decisões, foco deste trabalho, relacionam-se com questões clássicas: o que deve ser produzido, quanto deve ser produzido, quais produtos devem ser produzidos e qual deverá ser o prazo para a entrega de seu produto ao cliente. Estas questões poderiam de certa maneira ser respondidas facilmente quando os mercados possuíam menores exigências quanto à qualidade, prazos e quantidades. Para determinados mercados cuja competição é baseada na diversidade de produtos e no tempo de resposta, isto é, clientes que desejam velocidade no atendimento, alta variedade e confiabilidade, estas questões tornaram-se complexas. Este trabalho demonstra que se pode conseguir bons resultados por meio de análises estatísticas e otimização de recursos produtivos mesmo considerando um sistema de entradas aleatórias, com um único recurso produtivo e limitado por restrições e tendo que decidir por dois tipos de atendimento conflitantes: produzir para estoque ou produzir sob encomenda. Propõe por meio de uma abordagem quantitativa analisar a questão sob a perspectiva da teoria das filas e análises estatísticas melhorar a eficiência de um recurso produtivo por meio de uma estratégia diferenciada de programação e planejamento. Também se demonstrou que as decisões tomadas pelos gestores de produção podem influenciar e impactar no processo competitivo da empresa. / This work aims to contribute to the process of decisions on production strategies with regard to short-term decisions and optimization of productive resources. Some of these decisions, the focus of this work relates to the classic questions: what should be produced, how much should be produced, which products should be produced and what should be the deadline for delivery of your product to the customer. These questions could be answered in a way easily when markets had lower requirements for quality, quantity and deadlines. For certain markets where competition is based on product diversity and response time, ie customers who want speed in service, high reliability and variety, these issues have become complex. This article demonstrates that good results can be achieved through statistical analysis and optimization of productive resources even considering a system of random inputs with a single productive resource and limited by constraints and having to decide for two types of care conflicting produce to stock or produce custom. It proposes using a quantitative approach to analyze the issue from the perspective of queuing theory and statistical analysis to improve the efficiency of a productive resource through a differentiated strategy planning and programming. It was also demonstrated that the decisions taken by the managers of production can influence and impact the companys competitive process.

[pt] Foi feito um estudo da linha de montagem de viaturas do Parque regional de Manutenção da Primeira Região Militar com o objetivo de propor o uso de uma ferramenta computacional que auxilie no planejamento da produção desta organização militar. Para isso, foi criado um modelo, composto de várias estações de trabalho, dispostas em linha e utilizou-se o software de simulação ARENA. Foram executadas análises de sensibilidades e ajustes no modelo, com o objetivo de ajustá-lo. Com os resultados obtidos, conclui-se que uso desta ferramenta computacional proporciona aos gestores desta OM de manutenção do Exército Brasileiro um melhor planejamento da produção anual e conseqüentemente um retorno mais rápido das viaturas às OM de origem. Foi feito, também, uma breve explanação sobre Logística Militar, Fases da Logística Militar, Níveis de Apoio Logístico, Função Logística Manutenção, Escalões de manutenção, Organização da Logística no EB, Teoria de Filas e Simulação. / [en] It was made a study of the assembly line of vehicles of the Regional Park of Maintenance of the First Military Área (PqRMnt/1) with the objective of proposing the use of a computation tool that aids in the planning of the production of this military organization. For that, a model was created, composed of several work stations (workshops), disposed in line and the software of simulation ARENA was used. Analyses of sensibilities and fittings were executed in the model, with the objective of adjusting him/it. With the obtained results, it was ended that use of this computation tool provides to the managers of this OM of maintenance of the Brazilian Army (EB) a better planning of the annual production and consequently a faster return of the vehicles to origin OM. It was done, also, an abbreviation explanation on Military Logistics, Phases of the Military Logistics, Levels of the Logistic Support, Functions Logistics of the Maintenance, Steps of Maintenance, Organization of the Logistics in EB, Theory of Queues and Simulation.

O modelo de fila M/M/n+G pode ser usado para descrever o comportamento de uma Central de Atendimento. Nesse modelo as chegadas são Poisson com taxa lambda, o atendimento é exponencialmente distribuído com taxa mi, há n atendentes e os tempos de paciência dos clientes têm distribuição geral. A espera do usuário em fila não pode ultrapassar um tempo (paciência) que tem distribuição G e, se isto ocorrer, ele abandona o sistema. Mandelbaum e Zeltyn [2004] mostraram que existe uma relação linear entre o tempo médio de permanência na fila e a probabilidade de abandono nesses modelos quando a paciência é exponencialmente distribuída. No presente trabalho, estudamos essa relação no caso de distribuiçãao de paciência do tipo mista (com partes discreta e contínua), em que buscamos representar a reação dos usuários às mensagens gravadas reproduzidas periodicamente para aqueles que estão esperando atendimento. Utilizamos duas distribuições de paciência: Exponencial Mista e Uniforme Mista e percebemos que não há uma relação linear entre o tempo médio de espera na fila e a probabilidade de abandono. Observamos que para uma mesma taxa de chegada, o tempo médio de espera na fila é menor para a distribuição de paciência mista quando comparada com a Exponencial ou Uniforme de mesmos parâmetros. Analisamos o que ocorre com essa relação quando alteramos a distribuição do atendimento e percebemos que ela é mais afetada pela média e pelo coeficiente de variação do que pela particular distribuição escolhida para o tempo de serviço. / The M/M/n+G queueing model can be used to describe the behavior of a Call Center. This model has Poisson arrivals with rate lambda, service times are exponentially distributed with rate mi, n agents and the client´s patience time has general distribution. The waiting in line could not exceed a time (patience) which has distribution G, and if it occurs, the client leaves the system. In this models, Mandelbaum and Zeltyn [2004] showed that there is a linear relationship between average waiting time in queue and the probability of abandonment if the distribution of patience is Exponencial. In this work, we study this relationship in the case of patience with mixed distribution (which has discret and continuous parts). Through mixed distributions we try to represent the user´s reaction to recorded messages reproduced periodically when they are waiting for service. We have used Mixed Exponencial and Mixed Uniform distributions and, in both of them, there is not a linear relationship between average waiting time in queue and the probability of abandonment. We observe that for the same arrival rate, the average waiting time in line for mixed distribution is smaller than Exponencial or Uniform distributions with the same parameters. Also, we study the effect on waiting time and abandonment of different distributions of service and we observe that it is more affected by the coeficient of variation and average that by the particular distribution chosen for service.

Este trabalho estuda medidas de desempenho aproximadas em centrais de atendimento, apresentadas pelo modelo M/G/s/r+G. As aproximações são calculadas a partir do modelo M/M/s/r+M(n). Os resultados foram extendidos para o caso de mais de um tipo de cliente, apresentado pelo modelo M/Mi/s/r+Mi(n). Para dois casos particulares com 2 tipos de clientes, as aproximações citadas foram avaliadas numericamente e comparadas com os resultados de referência obtidos através de simulação. Os resultados aproximados comprovam que a aproximação é bastante satisfatória. / We study approximations for performance measures of call centers, represented by M/G/s/r+G queueing model. We use the measures computed in the M/M/s/r+M(n) queueing model. The results were extended for more then one type of customer, represented by M/Mi/s/r+Mi(n) queueing model. For two particular cases with two types of customers, the mentioned approaches were numerically evaluated and compared with the results of reference obtained by simulation. The approximate results show that the approach is quite satisfactory.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:51:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_SAUL_LEITE_2009_FINAL.pdf: 1365437 bytes, checksum: 554d576e8e68cd79166b918a25e97d51 (MD5) Previous issue date: 2009-07-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico / This work is concerned with the characterization of weak-sense limits of networks of queues which can send and receive signals. These signals can be used, among other things, to auto control the queues. It is shown that, under certain conditions, the system can be approximated by a reflected stochastic differential equation. The benefits of such an approximation are that it describes the transient evolution of these systems and allows for the introduction of controls. Following that, a more general approach is presented using stochastic Petri nets. A new class of these nets is introduced to serve as an unifying approach to treat systems that can be described by discrete quantities that suffer stochastic changes in time. The class is general enough to include the stochastic Petri nets, the Jackson network, and Gelenbe's network with signals of the type "negative customer" and "triggers." The main goal in this approach is to obtain, in a unifying way, an approximation that can be readily applied in several practical problems. / Este trabalho apresenta a caracterização de limites no sentido fraco dos sistemas de filas em redes que podem enviar e receber sinais. Estes sinais podem ser usados, entre outras coisas, para que as filas se auto controlem. Mostra-se que, sob certas condições, o sistema pode ser aproximado por uma equação diferencial estocástica refletida. Os benefícios de tais aproximações são que elas descrevem a evolução transiente destes sistemas e possibilitam a introdução de controles. Em seguida, uma abordagem mais abrangente é apresentada através de redes de Petri estocásticas. Uma nova classe destas redes é introduzida como uma forma unificadora para tratar sistemas que podem ser descritos por quantidades discretas que sofrem trocas estocásticas ao longo do tempo. A classe é geral o suficiente para incluir as redes de Petri estocásticas, as redes de Jackson, e as redes de Gelenbe com sinais do tipo "cliente negativo" e do tipo "triggers". O objetivo principal é obter, de maneira unificada, uma aproximação por difusão que possa ser facilmente aplicável em um número grande de problemas práticos.

During the last decade, the enormous commercial explosion of the Internet has brought up the exhaustive use of Public Telephone Switched Network (PTSN) communication lines by computers (end-users) from all over the world. As a direct consequence of this explosion, a brand new research field, inside the context of the so-called Queuing Theory, has emerged. In fact, the actual dynamics of LAN/WAN data packets has revealed, statistically speaking, a very interesting hidden behavior. These traffic flows possess an intrinsical scale invariance property; this means that, whatever the observational time scale is, their statistical properties remains almost the same. This constitutes a core property of fractal processes. It is, by far, in sharp contrast with classical traffic assumptions, like those models based on Markovian rules. All measurements and results presented here were based on real LAN/WAN traffic traces gathered at ITA's gateway. Basically, this Thesis covers from how to identify the problem up to how to control it. Many statistical methods, to infer an unbiased and well-defined Hurst parameter are developed. Beside this, a mathematical formulism, to be used in our simulation studies, is presented. An open-loop Call Admission Control (CAC) scheme, based on that mathematical formulism is proposed. This CAC algorithm is confronted against the current ATM Forum's ABR service CAC close-loop algorithm. Furthermore, a pure stochastic simulation analysis of the proposed open-loop CAC algorithm, enhancing its advantages and drawbacks, is shown. From these simulation studies some new results have emerged. Finally, we can stand the following: the Internet explosion gave us the exceptional chance to have a real fractal queueing theory, such an issue has never seen before, however, under certain networking conditions, it can be reduced to the well-known classical Markovian-based queuing theory.

Utilizou-se neste trabalho um sistema de filas contendo três servidores exponenciais, heterogêneos, operando em paralelo. Trocas entre filas são permitidas após o usuário analisar dois aspectos: a diferença entre o tamanho das filas envolvidas na troca e o grau de vizinhança entre elas. O jockeying não é obrigatório, podendo os usuários optar por ele com uma probabilidade de ocorrência de acordo com os aspectos citados. Como resultado deste estudo foi obtida uma equação geral que representa o sistema. O sistema M/(M/1)3 com jockeying probabilístico tem uma ociosidade bem menor que o tradiconal M/Mi/3, alimentado por fila única. Outras características foram analisadas. / We consider a parallel queueing system with three exponential heterogeneous servers where is allowed jockey among queues with no obligation and the customers may choose for it with an occurrence probability after they have been analyzed two aspects: the difference between involved lines lenght in jockeying and the neighborhood degree among them. The effect of this study is a general equation which represents the system. The M/(M/1)3 system with probabilistc jockeying has a smaller idleness than the traditional M/Mi/3 fed from a single queue. We also analysed other characteristics.

O transporte aéreo e a indústria de sistemas de defesa foram setores pioneiros na utilização de sistemas computacionais críticos, incrementando os níveis de automação nas atividades de controle do espaço aéreo. Com o crescimento desses setores, verificado pela expansão dos números de vôos, volumes de cargas e usuários, assim como pela ampliação e diversidade das operações militares, os sistemas de controle têm assumido maior complexidade técnica, introduzindo novos recursos de automação ou facilidades adicionais de apoio para funções exercidas manualmente. Essa situação tem ampliado a dependência dos serviços prestados, relativamente à disponibilidade dos sistemas computacionais. Diretrizes de projeto e procedimentos operacionais são estabelecidos para manter os níveis de segurança nos casos de falha, no entanto a disponibilidade torna-se parâmetro crítico, na medida em que algumas falhas podem afetar a eficiência nominal da prestação dos serviços. Nesse cenário, este trabalho propõe um modelo para avaliação da disponibilidade de sistemas de controle do espaço aéreo, a partir de recursos de análises da teoria de filas. Inicialmente é citado um modelo geral para análise de disponibilidade de data centers. Em seguida, é apresentada uma extensão do modelo geral para análise da disponibilidade em sistemas de controle do espaço aéreo. Para isso, considerou-se a intervenção humana existente nessa atividade, cujas decisões de controle são exercidas por operadores qualificados (controladores), tanto nas atividades inerentes ao serviço de controle, quanto nos casos de degradação, nos quais os operadores ou técnicos de manutenção assumem alguma tarefa de reparo, decorrente da eventual indisponibilidade de funções do sistema. / Due to the growth in airspace utilization, which can be verified both in terms of the expansions in aerial movements, airports and volumes of transported passengers and cargo, as well as in terms of the expansion of military operations demands and diversity, airspace control activities have been increasing their technical complexity, introducing new features into the existent automation systems or creating additional resources for the automation of some functions previously performed by human operators. This situation has increased the dependence on the availability of the computer systems involved in the services provided by control centers. Project directives and operational procedures are established in order to maintain the safety integrity levels of the systems, in case any failure occurs. However, the availability becomes a critical parameter, once failure events can force an undesirable state of degraded operation, jeopardizing the nominal capacity of the services being performed through any controlled airspace. In this scenario, this work presents an availability model for the computer systems used in airspace control centers, based on analysis from queuing theory. A general model is first presented, referencing a case study that describes the use of queuing models to access the availability of generic data centers. Further considerations are introduced to extend this general model in order to propose its application for the specific computer systems used in airspace control centers, where operational control relies on human activities. In this case, system operation involves intensive use of human-machine interfaces (HMI), for the regular control services provided, and additional technical or operational maintenance activities, occasionally imposed to repair a momentary loss of any function of the system.

Uma série de problemas de filas em sistemas de transportes com picos de tráfego, ou um número finito de elementos no sistema, são usualmente representados pelo modelo de fonte infinita, dadas as dificuldades de utilização do modelo exato de fonte finita. Este trabalho apresenta uma solução alternativa baseada no cálculo de um limitante superior para as probabilidades de equilíbrio do modelo exato de fonte finita, e compara as medidas de desempenho dos sistemas calculadas pelos dois modelos. Mostra-se que para índices de congestionamento menores que um, as diferenças entre estas medidas são tanto menores quanto menor for este índice. A partir destes resultados, compara-se as medidas de desempenho do modelo aproximado proposto com as do modelo de população infinita, para diferentes tamanhos de população e números de servidores. Conclui-se que os modelos conduzem a resultados numéricos muito próximos para uma ampla variação do índice de congestionamento, e que estes resultados são tão melhores quanto maior for o número de servidores no sistema e o número de elementos na população. São também apresentados três estudos de casos comparando os resultados induzidos pelos modelos exato, proposto e usual de fonte infinita, que ilustram a aplicabilidade prática dos resultados deste trabalho em sistemas de transportes. / A set of stochastic queueing problems in transportation systems with traffic peaks, or a finite number of elements in the system, are usually represented by the infinite source model, due to the difficulties of applying the exact finite source model. This study presents an alternative solution based on the upper bound values of the equilibrium probabilities of the exact finite source model, and compares the performance measurements of the two models. It is shown that for congestion factors below one, the smaller the value of the congestion factor, the smaller is the difference between the models. Based on this results the measures of performance of the proposed aproximate model are compared with the results of the usual infinite source model for different population sizes and number of servers. It is concluded that the models lead to very close numerical results for a wide range of congestion factors of the system and that these results are the better the larger is the number of servers and the number of elements in the system. Three case studies ilustrating the pratical applicability of the results of this study to transportation systems are also presented.