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Suporte especializado de hardware para geração automática de loop pipelining em FPGASSouza, Guilherme Stefano Silva de 19 November 2014 (has links)
Submitted by Daniele Amaral (daniee_ni@hotmail.com) on 2016-09-13T20:06:59Z
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Previous issue date: 2014-11-19 / Não recebi financiamento / Loop pipelining is a technique that may offer significant performance improvements, being employed not only in conventional compilation targeting microprocessors, but also by High Level Synthesis (HLS) tools, targeting heterogeneous architectures and hardware accelerators. This work presents a specialized hardware support aiming at facilitate compilation tasks for HLS tools, along with potential advantages in execution performance and total silicon area employed. Two specialized hardware modules are presented: a queue register file and an instruction predication control module. / O desempenho na execução de programas, que é cada vez mais uma prioridade, pode ter uma melhora significativa por meio do uso de paralelismo em nível de instrução (ILP). Uma técnica que utiliza o ILP e propicia ganhos de desempenho significativos é o loop pipelining, sendo usado não apenas por compiladores para microprocessadores, mas também por
ferramentas de Síntese de Alto Nível (HLS), visando arquiteturas heterogêneas e aceleradores de hardware. Neste trabalho é apresentado o projeto e implementação de estruturas de hardware especializadas, objetivando-se em solucionar o problema de sobreposição de valores que ocorre no loop pipelining, facilitar tarefas de compilaçãoo em ferramentas HLS e diminuir a repetição de código. Além disso, ganhos potenciais de desempenho e área de silício total podem ser alcançados como resultado do uso das estruturas propostas. Serão apresentados: um arquivo de registradores baseado em filas e um módulo de controle para a execução de instruções predicadas.
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A importância da rapidez de atendimento nos caixas de supermercados : um estudo de caso utilizando um modelo analítico de filas com trocas. / The importance of quick responsiveness in supermarket checkouts: a case study using an analytical queueing model with jockeying.Rinaldi, José Gilberto Spasiani 29 June 2007 (has links)
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Previous issue date: 2007-06-29 / Self-service companies have been concerned about improving their performance in face of
competition, either to conquer new markets or to keep in business. It is essential for them to
present good quality products and/or services. Thus, in this study, one of the aims was to
show that the waiting time in supermarket checkout lines is very important for service
speed and, therefore, for the service level of customers. Other aims include the reasons why
the customer goes regularly to a specific supermarket and, among these reasons, the
relevance of each one in contrast with the others, and its relative importance. As a result, it
was possible to contextualize the scenario in which customers view the importance of
queues and their waiting time. Also, the level of schooling of the customers was associated
with the factors that lead them to go regularly to the place. This is an interesting
contribution because in Brazil there is a relation between income and schooling. Besides,
the queueing models that may satisfactorily represent the supermarket checkouts were
studied and the one that best represents the system was identified. It was verified that the
customers change lines when they notice another line with fewer customers, and the size of
this difference was assessed. The queueing model with jockeying was the one to best
represent the situation commonly found in supermarkets, and it can offer subsidies for
service improvement. In order to carry out this research some companies in the city of São
Carlos/SP were contacted, and one among the ones that allowed the data collection was
selected. Therefore, this is a case study, thus presenting inferential limitations. / As empresas de auto-serviço, em geral, têm se preocupado em melhorar seu desempenho
em relação à concorrência, seja para ganhar mercado ou mesmo para sobreviver. É
essencial que apresentem boa qualidade nos produtos oferecidos e/ou serviços prestados.
Assim, neste trabalho, entre outros, um dos objetivos, foi mostrar que o tempo de espera na
fila de caixas de supermercados assume grande importância na rapidez de atendimento e,
portanto, para o nível de serviço dos clientes. Outros objetivos também foram considerados.
As causas pelas quais o cliente freqüenta aquele supermercado e, nestas, a relevância de
cada uma em contraste com as outras, e sua importância relativa. Assim, pôde-se
contextualizar o cenário no qual os clientes enxergam a importância da fila e de seu tempo
de espera. Também, associou-se a escolaridade do cliente a fatores pelos quais este
freqüenta o local, sendo esta uma contribuição interessante devido a existir, no Brasil, uma
relação entre renda e escolaridade. Também, estudaram-se modelos de filas que podem
representar satisfatoriamente o sistema de filas nos caixas de supermercados e identificouse,
entre eles, o que melhor representou o sistema. Para o modelo de filas com trocas, foi
verificado que os clientes trocam de fila quando percebem outra fila com menos clientes,
sendo que o tamanho desta diferença foi avaliado. Este modelo foi o que melhor
representou a situação comumente encontrada nos supermercados podendo fornecer
subsídios para melhoria de atendimento. Para a viabilização da pesquisa foram contatadas
algumas empresas da cidade de São Carlos/SP, sendo que, daquelas que permitiram a coleta
de dados, uma foi selecionada. Desta forma, este trabalho se trata de um estudo de caso,
tendo limitações inferenciais.
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Avaliação do desempenho e cenários alternativos em um samu utilizando o modelo hipercubo estacionário e não-estacionário / Performance and alternative scenarios evaluation on a samu using the stationary and nonstationary hypercube modelBeojone, Caio Vítor [UNESP] 09 October 2017 (has links)
Submitted by Caio Vítor Beojone null (beojone@hotmail.com) on 2017-10-25T17:47:50Z
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Previous issue date: 2017-10-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Vários Sistemas de Atendimento Emergenciais (SAE’s) sofrem com as variações diárias da demanda e da disponibilidade das ambulâncias. Nesses sistemas pode haver flutuação do desempenho ao longo do dia devido, por exemplo, a mudança no número de servidores e nas taxas de chegada, levando à necessidade de considerar explicitamente tais variações em uma extensão ao modelo hipercubo ainda não explorada na literatura. Como ocorre em alguns SAE’s, as ambulâncias melhor equipadas são reservadas para o atendimento exclusivo de chamados com risco de vida. Dessa maneira, a política de despacho pode ser diferenciada com a finalidade de reservar totalmente o atendimento de alguns servidores para certas gravidades de ocorrências. Além disso, somam-se à natureza aleatória desses sistemas, como por exemplo, as incertezas da disponibilidade das ambulâncias, a chegada de um novo chamado e sua localização. Nesse contexto, os objetivos do presente estudo são: (i) estender o modelo hipercubo de filas para reserva total de capacidade, dependendo do tipo do chamado; (ii) estender o modelo hipercubo de filas para torná-lo mais eficiente computacionalmente, sem haver perda de precisão durante a modelagem e resolução; e (iii) propor uma abordagem baseada no modelo hipercubo não-estacionário para organização do trabalho das ambulâncias em qualquer momento do dia. Para verificar a viabilidade e a aplicabilidade dessas abordagens, é realizado um estudo de caso no SAMU da cidade de Bauru (SAMU-Bauru) que, além de reservar suas ambulâncias avançadas para ocorrências mais graves, é afetado pelas variações diárias na demanda e disponibilidade das ambulâncias. Além da configuração original do SAMU-Bauru, estudada em duas etapas, foram analisados um total de quatro cenários alternativos que consideram questões importantes: o impacto do aumento na demanda do período mais congestionado; a mitigação desse impacto incluindo uma nova ambulância; a alteração do horário das pausas diárias; e o impacto de aumentos na demanda em horários específicos do dia. Foram calculadas importantes medidas de desempenho para cada cenário como a carga de trabalho, tempos médios de espera e tempos médios de resposta. Os resultados mostram que as extensões realizadas no modelo hipercubo são capazes de analisar satisfatoriamente sistemas como o SAMU-Bauru, além de possibilitar a criação e mensuração de propostas de melhorias nos níveis táticos e operacionais. / Many Emergency Service Systems face daily variations on demand and ambulance availability. These systems may suffer, for example, performance fluctuations throughout the day, changes on the number of servers and on arrival rates, leading to the need to explicitly consider such variations in a hypercube model extension not yet explored in the literature. As occurs in some SAMU’s, which reserve their best equipped ambulances to exclusively serve life-threating requests. Therefore, the dispatch policy can be differentiated in order to completely reserve the service of some ambulances to more severe requests. These problems add up to the random nature of these systems with uncertainties upon ambulance availability or the arrival of a new request and its location. Thus, this study aims to: (i) extend the hypercube queueing model to be able to capture the complete capacity reservation of advanced ambulances, depending on the request classification; (ii) extend the hypercube model in order to make it more computationally efficient, without losing any information during modeling and resolution. (iii) propose an approach based on nonstationary hypercube queueing model to organize the operation of ambulances at any time of the day. To verify the feasibility of these approaches, a case study is carried out on the SAMU from Bauru city (SAMU-Bauru), which, in addition to the advanced ambulance reservation for life-threating requests, is affected by daily variations in demand and ambulance availability. In addition to the original configuration of SAMU-Bauru, studied on a two-step approach, we studied a total of four alternative scenarios that exploited important matters as: the impact of average demand increase on the congestion peak; mitigation of this impact by including a new ambulance; changing the schedule of daily breaks; and the impact of increases in the demand at specific hours of the day. We calculated important performance measures for each scenario, such as workload, mean waiting times and mean response times. Results show that the proposed extensions to the hypercube model are capable of satisfactorily analyze systems such as SAMU-Bauru, besides making it possible to create and to measure improvements proposals in tactical and operational levels.
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Analysis of extended warranties for medical equipment: a game theory based approach using priority queuesGUEDES, Bruno Nunes 19 February 2016 (has links)
Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-08-05T13:25:31Z
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Previous issue date: 2016-02-19 / CNPq / A growing trend in hiring maintenance services has been observed in companies in general in order to enhance competition and reduce costs. This practice becomes even more evident in the context of health institutions, as they strongly employ technology-intensive equipment that must follow tight quality standards that intend to ensure the continuity of the service and the safety of patients. These characteristics contribute in allowing the maintenance to be executed by the Original Equipment Manufacturer (OEM), since several pre-established procedures must be attended during maintenance. Thus, it becomes relevant to analyze the interaction among customers (hospitals) and the equipment manufacturer in this particular maintenance services market. In the developed model the customers are divided into 2 classes, great size hospitals belong to class 1 and small hospitals belong to class 2 and class 1 customers have priority over class 2 customers. Class 1 customers have the option of hiring an Extended Warranty (EW) with priority or of paying for each maintenance intervention on demand, while class 2 customers have the option of hiring an standard EW (with no priority) or of paying for each maintenance intervention on demand. To model such dynamics a 2-class priority queuing system is implemented. The customers select the option that maximize their expected utilities, as they are risk averse, while the manufacturer needs to set the EW and maintenance intervention prices and select the optimal number of customers of each class to service in order to maximize their expected profit. A Stackelberg Game is used to model the interaction among players, in which the OEM is the leader and the customer is the follower. In the numerical example it has been found that the customers of class 1 decide to hire EW with priority, while class 2 customers decide to pay for maintenance services on demand. Also the OEM decides to service 3 customers of class 1 and 100 customers of class 2, which yields an expected profit of $ 3,204,450. A sensitivity analysis is also performed to analyze how the optimal solution changes due to parameters variations. / Uma tendência crescente para a contratação de serviços de manutenção tem sido observada em empresas em geral com o objetivo de aumentar sua competitividade e reduzir custos. Tal prática se torna ainda mais evidente no contexto de instituições de saúde, já que elas utilizam diversos equipamentos intensivos em tecnologia que precisam se adequar a rígidos padrões de qualidade de forma a garantir a continuidade do serviço e a segurança dos pacientes. Essas características contribuem para que os serviços de manutenção sejam executados pelo fabricante do equipamento, já que diversos procedimentos específicos precisam ser seguidos durante a manutenção. Assim, torna-se relevante analisar a interação entre clientes (hospitais) e o fabricante do equipamento neste mercado particular. No modelo desenvolvido, os clientes foram divididos em 2 classes, hospitais de grande porte pertencem à classe 1 e hospitais pequenos pertencem à classe 2 e os clientes da classe 1 têm prioridade em relação aos clientes da classe 2. Os clientes da classe 1 têm a opção de contratar uma garantia estendida com prioridade ou de pagar por cada intervenção de manutenção sob demanda, já os clientes da classe 2 têm a opção de contratar uma garantia estendida padrão (sem prioridade) ou de pagar por cada intervenção de manutenção sob demanda. Para modelar esta dinâmica um sistema de filas com 2 classes de prioridade foi implementado. Os clientes escolhem a opção que maximiza suas utilidades esperadas, já que são avessos ao risco, enquanto o fabricante deve determinar os preços das garantias estendidas e das intervenções avulsas além do número ótimo de clientes que ele deve atender de forma a maximizar o seu lucro esperado. Para modelar a interação entre os jogadores foi utilizado um Jogo de Stackelberg em que o fabricante é o líder e o cliente, o seguidor. O exemplo numérico apresentado mostra que a decisão ótima para os clientes da classe 1 é adquirir a garantia estendida com prioridade, enquanto para os clientes da classe 2 a decisão-ótima é pagar pelos serviços de manutenção sob demanda. O fabricante decide atender 3 clientes da classe 1 e 100 clientes da classe 2, o que lhe gera um lucro de $ 3,204,450. Uma análise de sensibilidade é apresentada em seguida para investigar como a solução ótima muda em decorrência de variações nos parâmetros.
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Pernambuco’s health sector: analysis of queueing problems and an economic growth modelROCHA, Tamires Taís Bezerra 04 April 2013 (has links)
Submitted by Caroline Falcao (caroline.rfalcao@ufpe.br) on 2017-06-05T16:18:45Z
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Previous issue date: 2013-04-04 / Esta dissertação apresenta um panorama do sistema de saúde brasileiro, com ênfase no
caso do Estado de Pernambuco. A gestão de sistemas de saúde se manifesta sob a forma
geral de longas filas de espera, que são analisados neste contexto, incluindo algumas
abordagens que têm sido propostas e implementadas em Pernambuco, a fim de resolver
o problema. Um modelo de crescimento econômico ótimo destacando o setor de saúde,
e, em seguida, operando em conjunto, os setores de saúde e educação é proposto. Os
resultados do princípio do máximo de Pontryagin aplicado a este modelo mostram os
benefícios mútuos para ambos os setores e os seus efeitos no bem-estar da sociedade. Um estudo de caso de filas de espera no Hospital da Restauração, em Recife, Pernambuco, é apresentado. / An overview of the Brazilian health care system is presented, with an emphasis in
the Pernambuco state case. One central issue concerning health systems management
manifests itself under the general form of long waiting lines, which are then here analyzed
in this context, including some approaches that have been proposed and implemented in
Pernambuco in order to tackle the problem. An optimal economic growth model highlighting
the health sector, and then, operating jointly, the health and education sectors, is
proposed. The results of the Pontryagin Maximum Principle applied to this model show
the mutual benefits for both sectors and their effects in the community welfare. A case
study of queueing systems in Hospital da Restaura¸c˜ao (an emergency hospital) in Recife,
Pernambuco, is presented.
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Otimização da capacidade de instalações sucro-alcooleiras / Optimization of the capacity of sugar and alcohol plantsNascimento, Ademar Nogueira do 23 February 2006 (has links)
Orientador: Maria Teresa Moreira Rodrigues / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T22:24:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2006 / Resumo: O presente estudo trata da otimização da logística de transporte e recepção de cana-de açúcar em indústria sucro-alcooleira, com base em modelos de filas de espera, seguido de modelo para otimização da produção, no âmbito da programação linear, cujo objetivo é a maximização do lucro total, advindo da comercialização de seus produtos (açúcar e álcool) e sub-produtos (bagaço de cana, torta de filtro, vinhaça e eletricidade). Para o estudo das filas de espera, a metodologia adotada consistiu na análise do sistema de transporte de cana da Usina Aliança, indústria localizada no interior do Estado da Bahia, Brasil. Os dados coletados alimentaram o software de planilha eletrônica excel, da Microsoft, empregado para o teste de aderência das distribuições de probabilidade. Com base no software Quntitative Systems for Business Plus - QSB+ foram feitas simulações de descarregamentos de cana. Para a programação linear, por sua vez, tomou-se por base estudo detalhado das operações unitárias de 95 indústrias desse segmento, realizado pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - IPT. O recurso informatizado neste caso, consistiu também, do software excel, através do solver, tendo sido usada para a simulação de cenários relativos à maximização do lucro. Os resultados obtidos indicaram que um re planejamento da frota de transporte de cana, com diferentes capacidades é, de fato, mais indicado para a otimização do descarregamento nas usinas. Quanto à otimização da produção, conclui-se que o modelo formulado responde satisfatoriamente a variações de preços de seus produtos, indicando cenários de produção mais adequados. O presente estudo contribui para a melhoria da indústria de açúcar e álcool, fazendo ligação entre a função suprimentos e a função produção, de modo sistematizado, e apoiado em bases das Engenharias Química e de Produção. / Abstract: This study is about optimizing sugar-cane transportation and delivery logistics in the sugar and alcohol industry, based on waiting-queue models following a model for optimizing production, using linear programming, with the objective of increasing the total profit resulting from the sale of the products and by-products: sugar-cane bagasse, filter cake, stillage, and electricity. The methodology employed in the waiting-queues study consisted of analyzing the transportation system of the Aliança Mill, a facility located in rural Bahia, Brazil. Data collected were manipulated with statistics tools found in Microsoft Excel, in order to perform the probability distributions adherence test. Quantitative Systems for Business Plus, QSB+ software was used to perform simulations of cargo unloading in which the number of cargo unloading facilities (dumpers) was varied. The mathematical model was based on a detailed study of the operating units of 95 industries of this area, developed by Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - IPT. The computer resources also included Microsoft Excel. Its "solver" function was used to simulate scenarios related to maximizing profit. The results show that re-planning the transportation fleet to include a mix of vehicles with different load capacities is recommended to achieve optimal cargo unloading at the mills. Concerning production optimization, this study shows that the model satisfactorily responds to possible price variations of products and by-products, indicating suitable production composition scenarios. This study thus contributes to processes improvement in the sugar and alcohol industry, linking the supply function to the production function in a systematized way, based on Chemical and Production Engineering. / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química
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Otimização do posicionamento de concentradores GPRS em redes elétricas inteligentes utilizando programação linear e teoria de filas / Positioning optmization of GPRS concentrators in smart grids using linear programming and queuing theorySouza, Gustavo Batista de Castro 17 July 2014 (has links)
Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-13T10:55:38Z
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Previous issue date: 2014-07-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Smart Grids systems have become widespread around the world. The RF mesh communication
systems have contributed to make power systems smarter and reliable with
implementation of Distributed Automation and Demand Response technologies. This work
presents a methodology for positioning of GPRS concentrators in a energy meter ZigBee
mesh network in order to attain the average network delay, thus aiming to improve the
performance of the communication service. The proposed algorithm determines the amount
and placement of concentrators using Integer Linear Programming and a Queuing Model
for the Mesh Network. The solutions given by the proposed algorithm are validated by
verifying the network performance through computer simulations based on real network
scenarios. / Smart Grids tem se difundido em todo o mundo. Sistemas de comunicação RF Mesh (em
malha) tem contribuído para deixar sistemas de potência mais inteligentes e confiáveis com
a implantação de tecnolgias de Automação da Distribuição e Resposta à Demanda. Este
trabalho apresenta um metodologia de posicionamento de concentradores GPRS em uma
rede ZigBee mesh de medidores de energia elétrica com o objetivo de limitar o delay médio
da rede e assim otimizar o desempenho do serviço de comunicação. O algoritmo proposto
determina a quantidade e a localização de concentradores utilizando Programação Linear
Inteira e um Modelo de Filas para Redes Mesh. As soluções obtidas pelo algoritmo proposto
são validadas verificando o desempenho da rede através de simulações computacionais
baseadas em cenários reais de redes.
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A Historical Survey of Woodwind Doubling and A Form/Style Analysis of Four Works for Doubler and Wind Ensemble, a Lecture Recital together with Three Recitals of Selected Works by W.A. Mozart. A. Glazounov. P. Tate. A. Szalowski. A. Copland and OthersThompson, Phil A. 05 1900 (has links)
Four works are selected to demonstrate the stature and demands of this craft and to represent a pinnacle in the art of contemporary woodwind doubling. Concerto for Doubles, by Thomas Filas, Concerto Tri-Chroma. by Michael Kibbe, Rhapsody Nova, by Clare Fischer and Suite for Solo Flute. Clarinet and Alto Saxophone by Claude Smith all represent rare, major solo works written specifically for three individual woodwind doublers. The paper will begin with a history of the practice of woodwind doubling from the fifteenth century to the present. The four works will then be examined by considering form, style and related performance practices.
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Indicadores de desempenho e dimensionamento de recursos humanos em um centro de opera??es de redes / Performance metrics and sizing plan of Human Resources in the Network Operational CenterOliveira, Andrey Guedes 14 February 2008 (has links)
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Previous issue date: 2008-02-14 / This work aims to describe the measurement the operational indicators in services attending and support problems realized by Network Operation Center, as well as, to establish attendance metrics directed towards contract maintenance, as well as, recommending the use of the simulations in the Operational Plans of the Service Information Technology Providers. The use of the Theory of Lines, eTOM (enhanced Telecom Operations Map) and ITIL (Information Technology Infrastructure Library) assisted in the analysis of the behavior of Network Operation Center. Had been used a real data from a Network Operation Center of the Datacenter, that it pertaining to a Services Telecommunications Provider. However, it is observed that the Theory of Lines and the simulations need a maximum value of attendance to be applied to the historical data of an operational team. The simulation by this attendance parameter allowed us to map the capacity of the Datacenter team with eight analysts, within acceptable values to fulfill Service Level Agreements up to 92% precision to support problems, 85% to analyze alarm tickets and 89% of utilization in a services attendance. The others simulations had projected the behavior of the team with two new scenes: ten and twelve analysts. The use of the computational simulations can be analyzed and be compared the simulated real data and with attendance projections, making possible an operational planning adjusted the new based business-oriented modalities in convergent networks. The computer simulations using maximum parameter, allowed a analyzing of services types behavior and establishing an operational planning. / Este trabalho tem por objetivo dimensionar recursos humanos nos Centros de Opera??es de Redes e estabelecer indicadores de atendimento voltados para a manuten??o dos contratos e a melhoria dos servi?os prestados, bem como utilizar simula??es computacionais no planejamento operacional para o Centro de Opera??es de Redes. As an?lises de atendimentos deste Centro de Opera??es foram realizadas por meio das melhores pr?ticas em gest?o de Tecnologia da Informa??o - ITIL (Information Technology Infrastructure Library), pelo mapa de processos de Telecomunica??es - eTOM (enhanced Telecom Operations Map) e pela Teoria das Filas. Para isto, foram utilizados dados hist?ricos e reais de um Centro de Opera??es de Rede de um Datacenter, pertencente a um Provedor de Servi?os de Tecnologia da Informa??o e Comunica??o. Foram analisados os dados de atendimentos via Teoria das Filas e comparado com os dados simulados. Notouse a necessidade de um valor m?ximo de atendimento para o dimensionamento da equipe, e esse par?metro serviu de base em novas simula??es que possibilitaram uma an?lise comparativa com proje??es de atendimento. A capacidade do grupo com os patamares aceit?veis, ao cumprimento dos Acordos de N?veis de Servi?os com oito analistas, ocorreu dentro de uma precis?o m?dia de 92% para solu??es a problemas, 85% para suporte a alarmes nos equipamentos e 89% de utiliza??o nas presta??es de servi?os. As demais simula??es projetaram o comportamento da equipe com dois novos cen?rios: dez e doze analistas. Os resultados propiciaram o estabelecimento de um planejamento operacional com os principais indicadores de atendimento e informa??es relevantes para a tomada de decis?es empresariais.
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Aplicação de modelos de redes de filas abertas no projeto e planejamento de sistemas discretos de manufatura. / Application of open queueing network models for the design and planning of discrete manufacturing systems.Silva, Claudio Rogerio Negri da 29 April 2005 (has links)
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Previous issue date: 2005-04-29 / Universidade Federal de Minas Gerais / The management of manufacturing systems have become more complex, once that new
products are arising, product demands are uncertain, life cycles get shorter, and a wide
variety of products compete for common resources. This thesis deals with the design
and planning of discrete manufacturing systems, based on open queueing network
models to support the decision making of capacity allocation. As manufacturing systems
may be represented by generalized queueing networks, and there are no exact solution
methods, here is employed the decomposition approximate method to evaluate the
performance of systems under different configurations. It is shown in the thesis how
these approximations are suitable and effective to estimate the work-in-process (WIP)
and the production leadtime of an actual metallurgical industry queueing network. It is
also shown that discrete capacity allocation models, based on the approximations, are
effective to evaluate and optimize the performance of the case study under different
configurations. Trade-off curves between capacity investment and WIP are generated
and are useful not only to support a manager to estimate how much capacity he/she
should allocate, but also to decide where it should be allocated in the queueing network.
These curves also support the decision making in terms of capacity, if the variability of
the external arrivals, the product mix and/or the throughput for the network change.
Besides adding capacity, partitioning the facility is another alternative to reduce the
system complexity. This thesis also approaches the focused factory design problem,
involving the partition of the facility into smaller shops and the capacity allocation in
each shop. Again, the decomposition approximations were employed to evaluate the
system performance. Despite its importance, this problem has rarely been reported in
the literature. In this thesis, the goal is to reduce the system complexity either from the
product management point of view or from the workstation management point of view.
From the product management point of view, a model whose complexity constraint is na
upper limit on the production leadtime variance of the products passing through the
network was studied. From the workstation management point of view, the complexity
constraint of the model keeps constant the expected waiting time of a product at a
workstation, once it waits for being served. It is shown through these models for some
instances that the partition of the facility into smaller shops decreases the complexity
system without necessary capacity additional investments. Futhermore, sometimes it is
possible to keep the network performance (or even to improve it), partitioning the
network into smaller shops which need less capacity than the original configuration with
a single shop. / A gestão de sistemas de manufatura tem se tornado mais complexa na medida em que
novos produtos estão surgindo, a demanda de produtos é incerta, os ciclos de vida são
mais curtos e uma grande variedade de produtos competem pelos mesmos recursos. Esta
tese trata o projeto e planejamento de sistemas discretos de manufatura, baseados em
modelos de redes de filas abertas, para auxiliar no processo de tomada de decisões.
Porque sistemas de manufatura podem ser representados por redes de filas genéricas, e
não existem métodos exatos de solução, aqui é empregado o método aproximado de
decomposição para avaliar o desempenho dos sistemas em diferentes configurações.
Mostra-se nesta tese que estas aproximações são adequadas e efetivas para estimar os
estoques em processo (WIP) e o leadtime de produção de uma rede de manufatura real
de uma indústria metal-mecânica. Mostra-se ainda que os modelos de alocação de
capacidade discreta, baseados nestas aproximações, também são efetivos para avaliar e
otimizar o desempenho da rede do estudo de caso em diferentes configurações. Curvas
de trade-off entre investimento em capacidade e WIP são geradas e são úteis não
somente para auxiliar um gerente a estimar quanto alocar de capacidade, mas também
para decidir onde alocá-la na rede de filas. As curvas também auxiliam a tomada de
decisões em termos de capacidade, se a variabilidade das chegadas externas, o mix de
produtos e/ou a taxa de produção da rede mudam. Além de adicionar capacidade, a
partição da instalação é outra alternativa para reduzir a complexidade do sistema. Esta
tese também aborda o problema de projeto de fábrica focalizada, envolvendo a partição
da instalação em subplantas e a alocação de capacidade em cada estação das subplantas.
Novamente, as aproximações por decomposição foram utilizadas para avaliar e otimizar
o desempenho do sistema. Apesar de sua importância, este problema tem sido muito
pouco reportado em literatura. Nesta tese, o objetivo é reduzir a complexidade do
sistema do ponto de vista da gestão do produto, ou do ponto de vista da gestão da
estação. Do ponto de vista da gestão do produto, é apresentado um modelo cuja
restrição de complexidade é um limitante superior para a variância do leadtime dos
produtos na rede. Do ponto de vista da gestão da estação, a restrição de complexidade
do modelo fixa o tempo médio de espera de um produto na estação, quando há espera.
Mostra-se, por meio destes modelos para alguns casos que, a partição da instalação em
subplantas reduz a complexidade do sistema, sem necessidade de investimentos
adicionais em capacidade. Além disso, algumas vezes, é possível manter (ou até
melhorar) o desempenho da rede, particionando-a em subplantas que necessitam de
menos capacidade do que a configuração original com uma planta única.
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