Made available in DSpace on 2016-12-23T14:33:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joao Olavo Baiao de Vasconcelos.pdf: 325868 bytes, checksum: 0459e6ca76a321095f4fc0d37ab23f21 (MD5) Previous issue date: 2011-12-21 / Petroleum Engineer activity is constantly enrolled on a series of optimization problems on many contexts, as, for instance, defining efficient and optimized projects on petroleum reserves development. However, there is an extreme difficulty on resolution of exploration and production (P&E) optimization problems, since they are often complex, with high degree of nonlinearity, presenting high uncertain number, and huge computational cost involved. Among them, there is the problem of determining the best throughput distribution among the wells of a petroleum production platform that achieves the biggest financial profitability of an E&P project, here named Petroleum Well Throughput Optimization Problem (PWTOP). In order to deal with PWTOP, some continuous optimization algorithms that deals with linearity restrictions present on the problem were studied, that are the Derivative Free Optimization (DFO), the Generating Set Search (GSS), and the Differential Evolution (DE). DFO is a sequential algorithm, whereas GSS and DE are parallel algorithms. Two case studies are also presented that represents synthetic petroleum fields. The results show how the studied algorithms behave on dealing with PWTOP for the two case studies, comparing experimental results obtained on optimized financial values, execution times and amount of objective function evaluation. Concludes, lastly, that, for the simplest case study, GSS had the best result, and for the most complex case study, more like real reservoirs, DE stood out / A atividade de Engenharia de Petróleo está rotineiramente envolvida em uma série de problemas de otimização em variados contextos, como definir projetos otimizados e eficientes na produção e no desenvolvimento de reservas de petróleo. Entretanto, há uma extrema dificuldade na resolução de problemas de otimização de exploração e produção (E&P), uma vez que são problemas frequentemente complexos, com elevado grau de não-linearidade, que apresentam alto número de incertezas e com enorme custo computacional envolvido. Dentre eles, está o problema de determinar a melhor distribuição de vazões entre os poços de uma plataforma de produção de petróleo capaz de resultar em um projeto de E&P de maior rentabilidade financeira, aqui denominado Problema de Otimização de Vazão de Poços de Petróleo (POVPP). Para tratar o POVPP, foram estudados alguns algoritmos de otimização contínua que possam lidar com as restrições lineares presentes no problema, que são o Otimização sem Derivadas (Derivative Free Optimization DFO), o Busca por Conjunto Gerador (Generating Set Search GSS) e o Evolução Diferencial (Differential Evolution DE). O DFO é um algoritmo sequencial, enquanto que o GSS e o DE são algoritmos paralelos. Também são apresentados dois estudos de caso que representam campos de petróleo sintéticos. Os resultados mostram como os algoritmos estudados se comportam ao tratar o POVPP para os dois estudos de caso, comparando-se dados obtidos de valores financeiros otimizados, tempos de execução e quantidade de avaliações da função objetivo. Conclui-se, por fim, que, para o estudo de caso simples, o GSS teve o melhor resultado, e para o estudo de caso mais complexo, mais semelhante a reservatórios reais, o DE se sobressaiu

This paper presents the study of Parallel Multiobjective Evolutionary Algorithms to enable the automation of exterior lighting designs by computers and results in an optimized version of the algorithm. The resulting algorithm basically works with variable length chromosomes and for which intrinsic operators of crossover and mutation were created. The fitness function was determined through a statistical evaluation method (difference of means), thus enabling the comparison of how different options of fitness functions could impact the performance of the proposed parallel multi-objective evolutionary algorithm. The chosen fitness function enables to develop more efficiently automated designs for exterior lighting. Moreover, adding to the proposed evolutionary algorithm, an application was developed in which the user chooses which the heights of the poles, lamps and fixtures to use and also the layout of the area to be illuminated (allowed to be irregular). Within this area, can be defined sub-areas where there are restrictions on the placement of lighting poles. The user must be set average illumination with a respective tolerance range, though. As a case study, the area of an airport parking lot in the city of Uberlândia-MG (Brazil) is presented. Evolved designs present a low coefficient of variation evaluated for 30 runs. This demonstrates that the system is converging on designs for similar metrics. By identifying the worst and the best of designs achieved by the system for those executions, one could note that there are savings regarding installed capacity when compared to the design of reference: 37.5 % for the worst evolved design and 50.0 % for the best evolved design. Also, evolved designs have better lighting uniformity and energy efficiency, as well as their respective quantities of lighting poles have decreased. / Este trabalho apresenta o estudo de um Algoritmo Evolucionário Multiobjetivo Paralelo que viabiliza a criação de projetos de iluminação de áreas externas automatizadas por computador e que resulta em uma versão otimizada desse algoritmo. O algoritmo resultante, essencialmente, trabalha com cromossomos de tamanho variável e para os quais foram criados operadores intrínsecos de cruzamento e mutação. A determinação da função de aptidão ocorreu por meio do método de avaliação estatística (diferença de médias), possibilitando, assim, a comparação de diferentes opções das funções de aptidão no desempenho do algoritmo evolucionário multiobjetivo paralelo proposto. Com a função escolhida, tornou-se possível construir projetos automatizados de iluminação externa de forma mais eficiente. Além disso, por meio do algoritmo evolucionário proposto, foi desenvolvida uma aplicação, pela qual o usuário escolhe quais as alturas dos postes, lâmpadas e luminárias que deseja utilizar e também o layout de área a ser iluminada (mesmo que irregular). Dentro dessa área, podem ser definidas subáreas onde existem restrições quanto à colocação de postes de iluminação. O usuário deve definir a iluminação média associada à sua respectiva tolerância, ou faixa de variação. Como estudo de caso, é apresentada a área de um estacionamento do aeroporto da cidade de Uberlândia, MG. Os projetos desenvolvidos, apresentam um baixo coeficiente de variação calculado a partir de 30 execuções. Isso demonstra que o sistema está convergindo para projetos com métricas similares. Ao identificar o pior e o melhor dos projetos apresentados como solução pelo sistema para essas execuções, pode-se notar que apresentam economia nas potências instaladas quando comparados ao projeto de referência: 37,5% no pior dos projetos e 50% no melhor projeto apresentado. Além disso, constataram-se melhores uniformidades para iluminação e maiores eficiências energéticas, bem como a diminuição das respectivas quantidades de unidades de iluminação. / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:52:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Milson Monteiro.pdf: 1924077 bytes, checksum: 78f931b493f756dec0edee7a465e1099 (MD5) Previous issue date: 2002-06-07 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This works concern software development (graphical user interface) that makes possible to analyze the interconnection in a LAN (Local Area Network) using CORBA (Common Object Request Broker Architecture) on distributed and heterogeneous environment among several outlying machines. This works presents paradigms of graphs theory: shortest paths problems (Dijkstra-Ford-Moore-Belman), maximum flow problems (Edmonds-Karp) and minimum cost flow problems (Busacker-Gowen) to formalize the interface development. We discoursed on the graphs theory and networks flows that are essentials to guarantee theoretical insight. / O objeto de estudo deste trabalho é o desenvolvimento de um software (interface gráfica do usuário) que possibilita analisar a interconexão de uma LAN (Local Area Network) usando CORBA (Common Object Request Broker Architecture) em ambientes distribuídos e heterogêneos entre diversas máquinas periféricas. Este trabalho apresenta os paradigmas da teoria de grafos: menor caminho (Dijkstra, Ford-Moore-Belman), fluxo máximo (Edmonds-Karp) e fluxo de custo mínimo (Busacker-Gowen) para formalizar o desenvolvimento da interface. Discorremos sobre a teoria de grafos e fluxos em redes que são relevantes para garantir o embasamento teórico.

[pt] GRASP (Greedy Randomized Adaptive Search Procedure)é uma metaeurística de partidas múltiplas usada para obter soluções para problemas de otimização combinatória. Nesse trabalho. A metaheurística GRASP tem sido usada para obter soluções de qualidade para muitos problemas de otimização combinatória. Nesse trabalho é proposta uma metodologia para análise do comportamento da metaheurística GRASP. Também são propostas estratégias de hibridização com o religamento de caminhos. Essas estratégias foram desenvolvidas para o problema de atribuição de três índices (AP3) e para o problema de escalonamento de tarefas conhecido na literatura como job-shop schedulling problem (JSP) e são analisadas de acordo com a metodologia proposta. A metodologia para análise do comportamento do método GRASP pode ser usada para prever a partir da versão seqüencial do algoritmo, como a qualidade da solução do algoritmo implementado em paralelo irá variar. Os algoritmos GRASPs desenvolvidos para AP3 e para JSP foram paralelizados e os resultados são comparados aos resultados obtidos usando a metodologia proposta. / [en] GRASP (Greedy Randomized Adaptive Search Procedure) is a multi-start metaheuristic for combinatorial optimization problems. GRASP has been used to find quality solutions of several combinatorial optimization problems. In this work we describe a methodology for analysis of GRASP. Hybrid strategies of GRASP with path relinking are also proposed. These strategies are studied for the 3-index assignment problem (AP3) and for the job-shop schedulling problem (JSP) and are analyzed according to the methodology proposed. The methodology for analysis of GRASP is used to predict qualitatively how the quality of the solution varies in a parallel independent GRASP, using the data of the GRASP sequential version as input. The GRASPs for the AP3 and for the JSP are parallelized and the computational results are compared to the results obtained using the methodology proposed.