Made available in DSpace on 2019-03-29T23:27:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-09-27 / Transport of goods has represented an important role in economic development throughout the history and ship containerization brought great advantages. Its invention in mid-1950s brought down the cost of transport and reduced time for loading and unloading cargo. Consequently, it increased efficiency of port working and reduced handling cargo to hours instead of weeks, as before. However, the good use of containerization involves new and specialized logistic process, a number of technologies and automated systems to handle a great number of containers and even greater volume of cargo. To answer these requirements, computation appears as important tool. The described scenary has been treated in academic literature as the Container Loading Problem (CLP), with some variants. It is necessary consider practical requirements, for example the stability of cargo or weight distribution. The last one is of vital importance since the position of the centre of gravity of cargo affects the stability during its transport. When desconsidered, it could result in damage to cargo or vehicle. During our research, we were specially interested in this requirement. But, in order compare the found solutions with other ones, we proposed a methodology to measures the weight distribution. So, to the described problem, specifically the Knapsack Loading Problem (3D-KLP), this work presents a methodology that not only maximizes the packed cargo volume but also optimizes the weight distribution, its great contribution. Mainly if we consider that the cargo to be packed is composed by items with different densities, which turns the problem more difficult. The present methodology is composed by two phases with distinct goals. The first phase is concerned with maximize the weight distribution combining a search algorithm, the backtracking, with heuristics that solve integer linear programming models. The second phase executes a Genetic Algorithm to maximize the weight distribution of previously packed cargo. We also present a justification for why genetic algorithm was used in our methodology. An additional application was made to solve cutting problems. This class of problems occurs in various industrial process, when it is necessary to cut different types of material as glass, wood or parper, with a minimum of waste. We use a well-known benchmark test to compare our results with other approaches. This work also presents a case study of our implementation using some real data in a factory of stoves and refrigerators in Brazil. It shown promising results in reduced time. Keywords: Container Loading Problem, Knapsack Loading Problem, Weight Distribution, Integer Programming, Backtracking, Genetic Algorithms. / O transporte de carga tem representado um papel fundamental no desenvolvimento econômico no decorrer da história e a conteinerização trouxe grandes vantagens. Seu advento reduziu os custos de transporte bem como o tempo de carga. Portanto, aumentou a eficiência do trabalho em portos e reduziu o tempo necessário para operações com carga para horas, ao invés de semanas como anteriormente. Contudo, o bom uso dos contêineres involve novos e especializados processos logísticos, uma grande quantidade de tecnologias além de sistemas automatizados para manipular uma elevada quantidade de contêineres e ainda maior volume de carga. Para atender a estes requisitos, computação aparece como uma importante ferramenta. O cenário descrito tem sido tratado na literatura acadêmica como o Problema de Carregamento de Contêiner (CLP, do inglês Container Loading Problem), com algumas variantes. é também necessário considerar requisitos práticos como, por exemplo, a estabilidade da carga ou distribuição do peso. Este último de vital importância uma vez que o centro de gravidade da carga afeta a estabilidade durante seu transporte. Se descosiderado, pode-se danificar tanto a carga como o veículo. Durante nossa pesquisa, nós estivemos especialmente interessados neste requisito. E a fim de comparar a qualidade dos resultados obtidos, propusemos uma maneira de mensurar a distribuição do peso. Portanto, dado o problema descrito, especificamente o 3D Knapsack Loading Problem, este trabalho apresenta um algoritmo que não apenas maximiza o volume total carregado mas também otimiza a distribuição do peso da carga, sua grande contribuição. Principalmente se considerarmos que a carga é composta de itens com diferentes valores de densidade, o que torna o problema ainda mais difícil. A metodologia consiste em duas fases com objetivos diferentes. A primeira fase ocupa-se em maximizar o volume carregado por combinar um algoritmo de busca, o backtracking, com heurísticas que resolvem modelos de programação linear inteira. A segunda fase executa um algoritmo genético para maximizar a distribuição do peso da carga previamente colocada. Apresentamos também uma justificativa do porque algoritmo genéticos foram usados em nossa metodologia. Uma aplicação adicional foi feita para resolver problemas de corte. Esta classe de problemas ocorre em vários processos industriais, quando é necessário cortar diferentes tipos de materiais, como vidro, madeira ou papel, com um mínimo de desperdício. A fim de comparação, usamos bibliotecas de teste bem conhecidas na literatura e um estudo de caso usando informações reais de uma fábrica de fogões e geladeiras no Brasil. São apresentados resultados promissores alcançados em tempo reduzido. Palavras-chave: Problema de Carregamento de Contêiner, Knapsack Loading Problem, Distribuição do Peso, Programação Linear Inteira, Backtracking, Algoritmos Genéticos.

Este trabalho apresenta um diagnóstico da questão de automação em terminais de contêineres no Brasil, assim como oferece uma proposta de um modelo que permita auxiliar a reflexão no momento da tomada de decisão na escolha da automação de equipamentos e/ou de processos que compõem as principais atividades de um terminal de contêineres. O processo de automação é recente na indústria portuária, teve seu início na década de 90 em países europeus cujos custos laborais eram altíssimos e necessitavam aumentar a produtividade e experimentar inovações. O modelo apresentado pretende ser uma proposta de análise expandida, isto é, um conceito amplo, que não verifique apenas análises financeiras, mas outros aspectos pertinentes à gestão e planejamento de um terminal, indicados por meio de um conjunto de variáveis. A saber: Layout existente ou proposto do terminal, Investimento financeiro CAPEX e OPEX, Confiabilidade dos sistemas de automação, Integração com sistemas de Tecnologia da Informação e Inteligência de Equipamento, em especial com os Sistemas de Operações dos Terminais, mas conhecidos como TOS (Terminal Operating System), Organização do trabalho e alterações de procedimentos operacionais, Contribuição para a segurança e meio ambiente, Obrigatoriedade legal do uso de automação, Custo e Intensidade do uso de mão de obra. A contextualização do setor e evolução da automação na indústria portuária; assim como um quadro atual da situação (diagnóstico) de automação dos terminais brasileiros será apresentada. Posteriormente, a revisão bibliográfica do tema com os principais artigos nacionais e internacionais. Todo esse arcabouço busca demonstrar o hiato existente entre os estágios automatizados e não automatizados; indicar os principais entraves existentes na implantação da automação por processo existente; promover a discussão da viabilidade desses terminais entre operadores, armadores, clientes e demais intervenientes em termos de produtividade, eficiência e de custos. A delicada questão da mão de obra avulsa não foi considerada uma variável restritiva do modelo por diversas razões: pois por si só seria restrição de implantação da automação pela reserva de mercado, especialmente para avulsos; ela permeia diversos itens listados anteriormente. Ao final dessa tese, além do diagnóstico de automação no país e de uma proposta de modelo para a tomada de decisão; espera-se contribuir a pesquisa e ao ensino da engenharia e áreas de gestão indicando do grau e desenvolvimento tecnológico na área de automação especificamente para terminais de contêineres. E, por derradeiro, fomentar uma reflexão sobre a profundidade das mudanças operacionais e organizacionais do trabalho que podem ocorrer. / This study aims a diagnosis of automation in container terminals in Brazil, and offers a proposal of model that allows assist the reflection at the time of decision making in the choice of automation equipment and/or processes that compose the main activities of a container terminal. The automation process is recent into port industry, beginning in the 90s in European countries whose labor costs were very high and needed to increase productivity and test innovations. The model to be presented is intended to be a proposal for expanded analysis, ie, a wide concept, which not only make financial analysis, but others relevant to the terminal management and planning, indicated by a set of variable features. Namely: existing or proposed layout, Financial Investment CAPEX and OPEX, Reliability of automation systems, integration of Information and Intelligence hardware technology systems, in particular with the Terminal Operating System (TOS), organization of work and changes in Standards Operating Procedures, Contribution to safety and the environment, legal obligation of the use of automation, cost and intensity of use of labor. The contextualization of the sector and the evolution of automation in the port industry; as the current situation (diagnosis) of Brazilian container terminals will be presented. Subsequently, the literature review of the topic with the main national and international articles. All this framework seeks to demonstrate the gap between automated and non-automated stages; indicate the main barriers in implementation of automation for existing process; further discussion of the viability of these terminals to operators, shipowners, customers and others stakeholders in terms of productivity, efficiency and cost. The delicate issue of dock workers was not considered a restrictive variable model for several reasons: it alone would restriction deployment automation by booking deployment automation, especially for dockers pool; it permeates many items listed above. At the end of this thesis, in addition to the diagnosis of automation in the country and a proposed model for decision making; is expected to contribute to research and education in engineering and management areas indicating the degree and technological development in automation specifically for container terminals. And at last, to promote reflections on the depth of operational and organizational job changes that may occur.

Made available in DSpace on 2019-03-30T00:01:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-01-27 / This work presents a block-loading hybrid approach to solve the Container Loading Problem. The general idea behind the proposed algorithm is to decompose this classic Cutting and Packing problem into two subproblems, namely, a three-dimensional problem of generating a set of blocks of boxes and a two-dimensional problem of positioning a subset of these blocks on the floor of the container. On the one hand, the block generation phase is completely deterministic. Constructive algorithms to accomplish this task have been recently proposed. On the other hand, the positioning phase is non-deterministic. It comprises the Generate-and-Solve methodology, a hybrid optimization framework that combines a metaheuristic engine with an exact solver. Computational experiments performed on benchmark problem instances show that hybrid approach presents very competitive results compared to those found by state-of-the-art algorithms, obtaining in average a space utilization of 93.49% for the instances under investigation. Regarding only the best solution found for each instance, the space utilization was of 94.13% in average. In particular, for instances with a few number of box types, the proposed approach outperformed the best results reported in the literature in several test cases. Key-words: Combinatorial Optimization. Cutting and Packing. Container Loading. HybridMetaheuristics. / Este documento apresenta uma abordagem híbrida de posicionamento de blocos para resolver o Problema de Carregamento de Contêiner. A ideia central do algoritmo proposto é decompor esse clássico problema de Corte e Empacotamento em dois subproblemas: um problema de empacotamento tridimensional que objetiva gerar blocos de caixas; e um problema de posicionamento bidimensional no piso do contêiner que busca maximizar o volume ocupado por um subconjunto desses blocos. Por um lado, a fase de geração de blocos é completamente determinística. Algoritmos construtivos que realizam essa tarefa têm sido recentemente propostos. Por outro lado, a fase de posicionamento de blocos é não-determinística. Esta compreende a metodologia híbrida Gerar-e-Resolver, que combina uma metaheurística com um modelo exato. Experimentos computacionais realizados em bibliotecas de testes da literatura mostram que a abordagem híbrida apresenta resultados bastante competitivos em relação àqueles do estado da arte, alcançando aproveitamento médio de 93,49% do espaço do contêiner para as instâncias estudadas. Considerando apenas a melhor solução encontrada para cada instância, o aproveitamento médio foi de 94,13%. Em particular, para instâncias com poucos tipos de caixas, a abordagem superou os melhores resultados conhecidos na literatura em diversos casos de teste. Palavras-chaves: Otimização Combinatória. Corte e Empacotamento. Carregamento de Contêiner. MetaheurísticasHíbridas.

ARRUDA, C. M. Proposição de metodologia para estudos de capacidade de portos. 2008. 118 f. Dissertação (Mestrado em Logística e Pesquisa Operacional) – Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-07T16:33:56Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_cmarruda.pdf: 3198744 bytes, checksum: 378a47a3397a92551651b9eac6630a28 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-07T16:42:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_cmarruda.pdf: 3198744 bytes, checksum: 378a47a3397a92551651b9eac6630a28 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T16:42:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_cmarruda.pdf: 3198744 bytes, checksum: 378a47a3397a92551651b9eac6630a28 (MD5) Previous issue date: 2008-10-03 / This dissertation has as objective presents methodology for evaluation of capacity of terminals of containers, based on simulation and in the analysis of performance indicators. It depart from the principle that the capacity limit for movement of containers would be reached when the ships reach average wait time same to 6 hours. The methodology was applied in Port of Fortaleza, for which was developed computational model in the software ARENA to represent it operations. The model considered the service to the ships, while the capacity of stockpiling of the port was evaluated from deterministic model. The part of terrestrial access to the port was not considered in the evaluation. After the verification and validation of the model was determined the capacity of movement of containers of the port for the operational situation of 2006. Then were appraised sceneries that varied among destining exclusive mooring for ships of containers, the improve of the efficiency of the operations of embarkment and disembarkation of containers, the increase of the amount of mooring and the combination of these changes. As results the model showed that the improvement of the productivity of the operations increases more the capacity of Port of Fortaleza than the increase of the amount of mooring. The destination of exclusive mooring for embarkations and disembarkation of containers also generated significant increase of the capacity. The growth of the consignment of the ships reduced the capacity of the port due to the growth of the times of operation. As much an increase of the efficiency of the operations as the make available of more cradles intensified the use of the infrastructures. The largest capacity of movement of containers among the proposed sceneries was reached with the placement of two exclusive cradles equipped with two ship to shore cranes each, totaling 624.300 units a year for average wait time of the ships of containers of 6 hours. However the capacity was limited to 397.550 units a year due to restrictions of the stockpiling area. Finally the methodology was shown efficient and it allowed the evaluation of alternatives for the improvement of the capacity. / Esta dissertação tem como objetivo apresentar metodologia para avaliação de capacidade de terminais de contêineres, baseada em simulação e na análise de indicadores de desempenho. Partiu-se do princípio de que o limite de capacidade para movimentação de contêineres seria obtido quando os navios atingissem tempo médio de espera igual a 6 horas. A metodologia foi aplicada ao Porto de Fortaleza, para o qual foi desenvolvido modelo computacional no software ARENA para representar suas operações. O modelo considerou o atendimento aos navios, enquanto a capacidade de estocagem do porto foi avaliada a partir de método determinístico. Não foi considerada a parte de acesso terrestre ao porto na avaliação. Após a verificação e validação do modelo determinou-se a capacidade de movimentação de contêineres do porto para a situação operacional de 2006. Depois foram avaliados cenários que variaram entre destinar berço exclusivo para navios de contêineres, melhorar a eficiência das operações de embarque e desembarque de contêineres, aumentar a quantidade de berços de atracação e a combinação destas mudanças. Como resultados o modelo mostrou que se aumenta mais a capacidade do Porto de Fortaleza com a melhoria da produtividade das operações do que com o aumento da quantidade de berços de atracação. A destinação de berço exclusivo para embarcações com contêineres também gerou aumento significativo da capacidade. O crescimento da consignação dos navios reduziu a capacidade do porto devido ao crescimento dos tempos de operação. Tanto o aumento da eficiência das operações quanto a disponibilização de mais berços para movimentação de navios de contêineres, intensificaram a utilização das infra-estruturas. A maior capacidade de movimentação de contêineres dentre os cenários propostos foi atingida com a colocação de dois berços exclusivos equipados com dois portêineres cada, totalizando 624.300 unidades por ano para tempo médio de espera dos navios de contêineres de 6 horas. Contudo, a capacidade ficou limitada a 397.550 unidades por ano, devido a restrições da área de estocagem. Por fim a metodologia mostrou-se eficiente e permitiu a avaliação de alternativas para a melhoria da capacidade.

Este trabalho apresenta um diagnóstico da questão de automação em terminais de contêineres no Brasil, assim como oferece uma proposta de um modelo que permita auxiliar a reflexão no momento da tomada de decisão na escolha da automação de equipamentos e/ou de processos que compõem as principais atividades de um terminal de contêineres. O processo de automação é recente na indústria portuária, teve seu início na década de 90 em países europeus cujos custos laborais eram altíssimos e necessitavam aumentar a produtividade e experimentar inovações. O modelo apresentado pretende ser uma proposta de análise expandida, isto é, um conceito amplo, que não verifique apenas análises financeiras, mas outros aspectos pertinentes à gestão e planejamento de um terminal, indicados por meio de um conjunto de variáveis. A saber: Layout existente ou proposto do terminal, Investimento financeiro CAPEX e OPEX, Confiabilidade dos sistemas de automação, Integração com sistemas de Tecnologia da Informação e Inteligência de Equipamento, em especial com os Sistemas de Operações dos Terminais, mas conhecidos como TOS (Terminal Operating System), Organização do trabalho e alterações de procedimentos operacionais, Contribuição para a segurança e meio ambiente, Obrigatoriedade legal do uso de automação, Custo e Intensidade do uso de mão de obra. A contextualização do setor e evolução da automação na indústria portuária; assim como um quadro atual da situação (diagnóstico) de automação dos terminais brasileiros será apresentada. Posteriormente, a revisão bibliográfica do tema com os principais artigos nacionais e internacionais. Todo esse arcabouço busca demonstrar o hiato existente entre os estágios automatizados e não automatizados; indicar os principais entraves existentes na implantação da automação por processo existente; promover a discussão da viabilidade desses terminais entre operadores, armadores, clientes e demais intervenientes em termos de produtividade, eficiência e de custos. A delicada questão da mão de obra avulsa não foi considerada uma variável restritiva do modelo por diversas razões: pois por si só seria restrição de implantação da automação pela reserva de mercado, especialmente para avulsos; ela permeia diversos itens listados anteriormente. Ao final dessa tese, além do diagnóstico de automação no país e de uma proposta de modelo para a tomada de decisão; espera-se contribuir a pesquisa e ao ensino da engenharia e áreas de gestão indicando do grau e desenvolvimento tecnológico na área de automação especificamente para terminais de contêineres. E, por derradeiro, fomentar uma reflexão sobre a profundidade das mudanças operacionais e organizacionais do trabalho que podem ocorrer. / This study aims a diagnosis of automation in container terminals in Brazil, and offers a proposal of model that allows assist the reflection at the time of decision making in the choice of automation equipment and/or processes that compose the main activities of a container terminal. The automation process is recent into port industry, beginning in the 90s in European countries whose labor costs were very high and needed to increase productivity and test innovations. The model to be presented is intended to be a proposal for expanded analysis, ie, a wide concept, which not only make financial analysis, but others relevant to the terminal management and planning, indicated by a set of variable features. Namely: existing or proposed layout, Financial Investment CAPEX and OPEX, Reliability of automation systems, integration of Information and Intelligence hardware technology systems, in particular with the Terminal Operating System (TOS), organization of work and changes in Standards Operating Procedures, Contribution to safety and the environment, legal obligation of the use of automation, cost and intensity of use of labor. The contextualization of the sector and the evolution of automation in the port industry; as the current situation (diagnosis) of Brazilian container terminals will be presented. Subsequently, the literature review of the topic with the main national and international articles. All this framework seeks to demonstrate the gap between automated and non-automated stages; indicate the main barriers in implementation of automation for existing process; further discussion of the viability of these terminals to operators, shipowners, customers and others stakeholders in terms of productivity, efficiency and cost. The delicate issue of dock workers was not considered a restrictive variable model for several reasons: it alone would restriction deployment automation by booking deployment automation, especially for dockers pool; it permeates many items listed above. At the end of this thesis, in addition to the diagnosis of automation in the country and a proposed model for decision making; is expected to contribute to research and education in engineering and management areas indicating the degree and technological development in automation specifically for container terminals. And at last, to promote reflections on the depth of operational and organizational job changes that may occur.

Com a crescente demanda do transporte multimodal conteinerizado verificado no Brasil, o gerenciamento dos processos logísticos associados ao transporte e às operações portuárias tornou-se uma atividade complexa, envolvendo uma vasta quantidade de variáveis que interferem no desempenho das operações. Na atual conjuntura, a busca pela eficiência nos processos logísticos constitui um fator primordial nesta área. A utilização da simulação como ferramenta permite a visualização minuciosa no desempenho dos recursos utilizados demonstrando ser uma ferramenta poderosa e muito eficiente nas tomadas de decisões e solução de problemas. O modelo computacional desenvolvido permite avaliar as configurações criadas e os arranjos dos equipamentos utilizados, bem como uma variação do número de equipamentos, isto é, uma completa simulação do sistema portuário. Essa simulação, baseada numa movimentação estimada, permitirá o cálculo dos tempos de espera em fila, tempo de atendimento, taxa de ocupação dos equipamentos. Pode-se também variar os arranjos internos do terminal, alterando os tempos das operações envolvidas, podendo assim melhorar o terminal reduzindo tempos de espera e os custos por contêiner movimentado. Em resumo, o trabalho propõe uma metodologia que permite criar arranjos de um terminal de contêineres e veículos, melhorá-los através do modelo de simulação e calcular qual os custos desse terminal, baseando-se na previsão de movimentação de cargas. As melhorias propostas nos arranjos têm como objetivo melhorar a eficiência do terminal, de forma que os custos por unidade de carga movimentada sejam reduzidos, melhorando assim a taxa interna de retorno do investimento. / With the growing demand of the containerized multi-modal transport verified in Brazil, the logistics management processes in associating with the transport and the port operations became a complex activity, involving a great number of variables that interfere in the operation performance. In the current conjuncture, the search for the efficiency in the logistical processes constitutes a primordial factor in this area. The use of the simulation allows to model complex systems, being a very powerful and efficient tool as a decision-making in working out problems. In this context a simulation model associated with a spreadsheet cost was elaborated to allow the design of the port system in which will operate containers and vehicles, permitting to test a set of resources levels, for example: the number of reach stackers, trucks and ship-to-shore cranes. The model allows to choose the demand of containers (TEU per year) and vehicles (units per year), number of berths, ship-to-shore cranes, reach stackers, also the other parameters like as the operational average times for each equipment. After the simulation of the port system for a defined period of time, we are able to analyse the design of the port equipments and the operational cost and investments. It may realize with a sensibility analyses on the system parameters and verify those influences in the final cost.

Para uma empresa de navegação, manter uma frota grande de contêineres próprios poderia gerar custos desnecessários para manutenção dos estoques destes contêineres; contudo, se a frota de contêineres próprios for pequena, poderia resultar em um número grande de contêineres arrendados a curto prazo. Assim, nesta dissertação desenvolve-se um modelo de programação linear capaz de estimar a frota ótima de contêineres próprios e alugados, que envolve a dificuldade da tomada de decisão em um comércio extremamente desequilibrado. A revisão bibliográfica apresenta poucas publicações que tratam do tema proposto. O trabalho desenvolvido por Imai e Rivera (2001) é examinado por ser mais semelhante ao tema proposto para esta dissertação. Por tratarem do dimensionamento de frota de contêineres para dois portos e não admitirem aleatoriedades nos tempos de movimentação terrestre de contêineres outros procedimentos foram examinados. Para tentar solucionar o problema de dimensionamento de frota de contêineres próprios para a empresa de navegação dois métodos são analisados: modelo de simulação probabilística e modelo de programação linear. O modelo de simulação é desenvolvido para um problema pequeno. Conforme a ampliação deste modelo e o aumento do número de variáveis, o modelo de simulação passou a ser difícil de ser controlado, pois a mudança dos valores destas variáveis se tornaria muito difícil. O modelo de programação linear é desenvolvido com base nas características e definições adotadas para o modelo de simulação. Este modelo matemático incorpora as aleatoriedades existentes nos processos terrestres, de acordo com as hipóteses adotadas. Este modelo permite auxiliar o planejador a tomar decisões estratégicas, com relação ao tamanho da frota de contêineres necessários para atender a demanda de transporte ao longo do horizonte de planejamento, e operacionais, por apresentar o fluxo de transporte de contêineres vazios entre portos, bem como a quantidade de contêineres alugados, se necessários, para realizar as operações emergenciais associadas a picos de demanda ao longo do período de planejamento. Para testar a consistência do modelo, cenários hipotéticos foram gerados. Por meio dos resultados obtidos para estes cenários, mostra-se a relação do custo dos contêineres alugados e do custo do transporte de contêineres próprios vazios sobre o tamanho da frota de contêineres próprios. / For a carrier, provide a large fleet of owned containers could generate unnecessary costs for maintenance of their inventories; however, if the fleet of owned containers is small, it might result in a large number of short-term leased containers. Thus, it is developed a linear programming model capable to determine the optimal fleet size of owned and leased containers that involves the difficulty of decision-making in an extremely unbalanced trade. The literature survey presents few publications that deal with the considered subject. The work developed for Imai and Rivera (2001) is examined by being more similar to the subject considered in this project. For dealing with the container fleet sizing for two ports and not admitting stochastic travel times inland of containers other procedures are examined. To solve the problem of own container fleet sizing for the carriers two methods are analyzed: probabilistic simulation model and linear programming model. The simulation model is developed for a small problem. As the growing of this model and the increase of the number of variables, the simulation model becomes difficult to control, because the change of the values of these variables would become very hard. The linear programming model is developed on the basis of the characteristics and definitions adopted for the simulation model. This mathematical model incorporates the existing stochastic inland times, in accordance with the adopted hypotheses. This model allows to assist the planner to make strategical decisions, with regard to the size of the fleet of containers necessary to attempt the demand of transport throughout the planning horizon, and operational, for presenting the flow of empty cont ainers between ports, as well as the amount of leased containers, if necessary, to carry through the special operations associated the peaks of demand throughout the period of planning. To test the consistency of the model, hypothetical scenes had been generated. By the results gotten for these scenes, it is showed the relation of the cost of leases containers and the cost of the transport of empty owned containers above the owned container fleet size.

Para uma empresa de navegação, manter uma frota grande de contêineres próprios poderia gerar custos desnecessários para manutenção dos estoques destes contêineres; contudo, se a frota de contêineres próprios for pequena, poderia resultar em um número grande de contêineres arrendados a curto prazo. Assim, nesta dissertação desenvolve-se um modelo de programação linear capaz de estimar a frota ótima de contêineres próprios e alugados, que envolve a dificuldade da tomada de decisão em um comércio extremamente desequilibrado. A revisão bibliográfica apresenta poucas publicações que tratam do tema proposto. O trabalho desenvolvido por Imai e Rivera (2001) é examinado por ser mais semelhante ao tema proposto para esta dissertação. Por tratarem do dimensionamento de frota de contêineres para dois portos e não admitirem aleatoriedades nos tempos de movimentação terrestre de contêineres outros procedimentos foram examinados. Para tentar solucionar o problema de dimensionamento de frota de contêineres próprios para a empresa de navegação dois métodos são analisados: modelo de simulação probabilística e modelo de programação linear. O modelo de simulação é desenvolvido para um problema pequeno. Conforme a ampliação deste modelo e o aumento do número de variáveis, o modelo de simulação passou a ser difícil de ser controlado, pois a mudança dos valores destas variáveis se tornaria muito difícil. O modelo de programação linear é desenvolvido com base nas características e definições adotadas para o modelo de simulação. Este modelo matemático incorpora as aleatoriedades existentes nos processos terrestres, de acordo com as hipóteses adotadas. Este modelo permite auxiliar o planejador a tomar decisões estratégicas, com relação ao tamanho da frota de contêineres necessários para atender a demanda de transporte ao longo do horizonte de planejamento, e operacionais, por apresentar o fluxo de transporte de contêineres vazios entre portos, bem como a quantidade de contêineres alugados, se necessários, para realizar as operações emergenciais associadas a picos de demanda ao longo do período de planejamento. Para testar a consistência do modelo, cenários hipotéticos foram gerados. Por meio dos resultados obtidos para estes cenários, mostra-se a relação do custo dos contêineres alugados e do custo do transporte de contêineres próprios vazios sobre o tamanho da frota de contêineres próprios. / For a carrier, provide a large fleet of owned containers could generate unnecessary costs for maintenance of their inventories; however, if the fleet of owned containers is small, it might result in a large number of short-term leased containers. Thus, it is developed a linear programming model capable to determine the optimal fleet size of owned and leased containers that involves the difficulty of decision-making in an extremely unbalanced trade. The literature survey presents few publications that deal with the considered subject. The work developed for Imai and Rivera (2001) is examined by being more similar to the subject considered in this project. For dealing with the container fleet sizing for two ports and not admitting stochastic travel times inland of containers other procedures are examined. To solve the problem of own container fleet sizing for the carriers two methods are analyzed: probabilistic simulation model and linear programming model. The simulation model is developed for a small problem. As the growing of this model and the increase of the number of variables, the simulation model becomes difficult to control, because the change of the values of these variables would become very hard. The linear programming model is developed on the basis of the characteristics and definitions adopted for the simulation model. This mathematical model incorporates the existing stochastic inland times, in accordance with the adopted hypotheses. This model allows to assist the planner to make strategical decisions, with regard to the size of the fleet of containers necessary to attempt the demand of transport throughout the planning horizon, and operational, for presenting the flow of empty cont ainers between ports, as well as the amount of leased containers, if necessary, to carry through the special operations associated the peaks of demand throughout the period of planning. To test the consistency of the model, hypothetical scenes had been generated. By the results gotten for these scenes, it is showed the relation of the cost of leases containers and the cost of the transport of empty owned containers above the owned container fleet size.

Com a crescente demanda do transporte multimodal conteinerizado verificado no Brasil, o gerenciamento dos processos logísticos associados ao transporte e às operações portuárias tornou-se uma atividade complexa, envolvendo uma vasta quantidade de variáveis que interferem no desempenho das operações. Na atual conjuntura, a busca pela eficiência nos processos logísticos constitui um fator primordial nesta área. A utilização da simulação como ferramenta permite a visualização minuciosa no desempenho dos recursos utilizados demonstrando ser uma ferramenta poderosa e muito eficiente nas tomadas de decisões e solução de problemas. O modelo computacional desenvolvido permite avaliar as configurações criadas e os arranjos dos equipamentos utilizados, bem como uma variação do número de equipamentos, isto é, uma completa simulação do sistema portuário. Essa simulação, baseada numa movimentação estimada, permitirá o cálculo dos tempos de espera em fila, tempo de atendimento, taxa de ocupação dos equipamentos. Pode-se também variar os arranjos internos do terminal, alterando os tempos das operações envolvidas, podendo assim melhorar o terminal reduzindo tempos de espera e os custos por contêiner movimentado. Em resumo, o trabalho propõe uma metodologia que permite criar arranjos de um terminal de contêineres e veículos, melhorá-los através do modelo de simulação e calcular qual os custos desse terminal, baseando-se na previsão de movimentação de cargas. As melhorias propostas nos arranjos têm como objetivo melhorar a eficiência do terminal, de forma que os custos por unidade de carga movimentada sejam reduzidos, melhorando assim a taxa interna de retorno do investimento. / With the growing demand of the containerized multi-modal transport verified in Brazil, the logistics management processes in associating with the transport and the port operations became a complex activity, involving a great number of variables that interfere in the operation performance. In the current conjuncture, the search for the efficiency in the logistical processes constitutes a primordial factor in this area. The use of the simulation allows to model complex systems, being a very powerful and efficient tool as a decision-making in working out problems. In this context a simulation model associated with a spreadsheet cost was elaborated to allow the design of the port system in which will operate containers and vehicles, permitting to test a set of resources levels, for example: the number of reach stackers, trucks and ship-to-shore cranes. The model allows to choose the demand of containers (TEU per year) and vehicles (units per year), number of berths, ship-to-shore cranes, reach stackers, also the other parameters like as the operational average times for each equipment. After the simulation of the port system for a defined period of time, we are able to analyse the design of the port equipments and the operational cost and investments. It may realize with a sensibility analyses on the system parameters and verify those influences in the final cost.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-09-06T19:50:33Z No. of bitstreams: 1 LÍLIA RODRIGUES SAMPAIO – DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2018.pdf: 2337190 bytes, checksum: bfef42889bed89a3860b61f38016b02d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-06T19:50:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LÍLIA RODRIGUES SAMPAIO – DISSERTAÇÃO (PPGCC) 2018.pdf: 2337190 bytes, checksum: bfef42889bed89a3860b61f38016b02d (MD5) Previous issue date: 2018-02-15 / Capes / O alto poder computacional oferecido por provedores de nuvem, aliado às suas características de flexibilidade, eficiência e custo reduzido, têm levado cada vez mais usuários a utilizar recursos em nuvem para implantação de aplicações. Como consequência, uma grande quantidade de dados de diversas aplicações críticas, e de alta demanda de processamento, passam a trafegar livremente pela nuvem. Considerando isso, especialmente para aplicações que lidam com dados sensíveis, como sistemas bancários, medidores inteligentes de energia, entre outros, é de grande importância assegurar a integridade e confidencialidade de tais dados. Assim, é cada vez mais frequente que usuários de recursos de uma nuvem exijam garantias de que suas aplicações estão executando em um ambiente de execução confiável. Abordagens tradicionais, como criptografia de dados em repouso e em comunicação, combinadas com políticas rígidas de controle de acesso têm sido usadas com algum êxito, mas ainda têm permitido sérios ataques. No entanto, mais recentemente,Trusted Execution Environments(TEE) têm prometido garantias de integridade e confidencialidade de dados e códigos ao carregá-los e executálos em áreas seguras e isoladas do processador da máquina. Assim, para dar suporte a implementações de TEE, tecnologias de segurança em hardware podem ser utilizadas, como ARM Trustzone e Intel SGX. No contexto deste trabalho, usamos Intel SGX, que se propõe a garantir confidencialidade e integridade de dados e aplicações executadas dentro de áreas protegidas de memória, denominadas enclaves. Assim, o código é protegido até de software com acesso privilegiado, como o próprio sistema operacional, hipervisores, entre outros. Diversos recursos da nuvem podem fazer uso de tais tecnologias de segurança, entre eles máquinas virtuais e contêineres. Neste estudo, propomos estratégias para o suporte de TEE em ambientes de nuvem, integrando Intel SGX e OpenStack, uma plataforma de nuvem de código berto amplamente conhecida e utilizada por grandes empresas. Apresentamos uma nova bordagem no processo de provisionamento e escalonamento de máquinas virtuais e contêineres numa nuvem OpenStack segura, que considera aspectos essenciais para o SGX, como a quantidade de memória segura sendo utilizada, oEnclave Page Cache(EPC). Porfim, validamos esta nuvem com uma aplicação que exige processamento de dados sensíveis. / The high level of computing power offered by cloud providers, together with theflexibility, efficiency and reduced cost they also offer, have increased the number of users wanting to deploy their applications on the cloud. As a consequence, a big amount of data from many critical and high performance applications start to traffic on the cloud. Considering this, specially for applications that deal with sensitive data, such as bank transactions, smart metering, and others, is very important to assure data integrity and confidentiality. Thus, it is increasingly common that users of cloud resources demand guarantees that their applications are running on trusted execution environments. Traditional approaches, such as data cryptography, combined with strict access control policies have been used with a level of success, but still allowing serious attacks. However, more recently, Trusted Execution Environments (TEE) are promising guarantees of data and code integrity and confidentiality by loading and executing them in isolated secure areas of the machine’s processor. This way, to support TEE implementations, hardware technologies such as ARM TrustZone and Intel SGX can be used. In the context of this research, we use Intel SGX, which proposes integrity and confidentiality guarantees for data and applications executed inside protected memory areas called enclaves. Thus, the code is protected even from high privileged software, such as the operational system, hypervisors and others. Many cloud resources can use such security technologies, like virtual machines and containers. In this research, we propose strategies to support TEE in cloud environments, integrating Intel SGX and OpenStack, an open-source cloud platform widely known and used by many big companies. We present a new approach in the provisioning and scheduling of instances in a secure OpenStack cloud, considering essential aspects to SGX such as the amount of secure memory being used, the Enclave Page Cache (EPC). Finally, we validated this cloud by deploying an application that requires processing of sensitive data.