Tese de mestrado integrado. Engenharia Industrial e Gestão. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Orientador: Silvio Alexandre de Araujo / Coorientador: Diego Jacinto Fiorotto / Banca: Mariá Cristina Vasconcelos Nascimento Rosset / Banca: Desiree Maldonado Carvalho / Resumo: O problema de dimensionamento de lotes com plantas flexíveis e custo de transporte consiste em definir quais plantas deverão ser flexíveis para produzir determinados itens e em determinar a quantidade de itens que deve ser produzida em cada planta e para quais clientes estes itens deverão ser entregues de forma a suprir as demandas predeterminadas, em um horizonte de tempo finito e dividido em períodos, levando em conta custos de produção, preparo, estoque, hora extra, flexibilidade e transporte. Neste trabalho é proposto um modelo matemático para este problema, além de uma análise computacional a fim de verificar se, com um orçamento de flexibilidade predefinido, pode-se oferecer as mesmas vantagens comparado ao orçamento de flexibilidade total. São analisados os casos de flexibilidade com plantas dedicada, plantas com flexibilidade total e algumas reduções deste nível de flexibilidade, como de 20%, 50% e 80% deste orçamento para investir em possíveis flexibilidades das plantas. Os resultados computacionais, para instâncias de tamanho pequeno indicam que é possível obter bons resultados com flexibilidade reduzida e que investir em flexibilidade é importante. Para instâncias de tamanho médio, a dificuldade em se resolver o modelo matemático não permitiu uma análise precisa sobre flexibilidade / Abstract: The lot sizing problem with flexible plants and transport costs consists in defining which plants should be flexible to produce certain items and to determine the quantity of items that should be produced in each plant and to which customers these items should be delivered in order to meet predetermined demands, in a finite time horizon divided into time periods, taking into account production, setup, inventory, overtime, flexibility and transportation costs. In this work, we propose a mathematical model for this problem, in addition to a computational analysis, in order to determine if, with a lower flexibility budget, the same benefits can be achieved compared to the total flexibility budget. We analyze the cases of flexibility with dedicated plants, plants with total flexibility and some reductions of flexibility, such as 20%, 50% and 80% of this budget to invest in possible plant flexibility. The computational results for small instances indicate that it is possible to obtain good results with reduced flexibility and that investing in flexibility is important. For medium instances, the difficulty in solving the mathematical model has not allowed an accurate analysis of flexibility / Mestre

Neste trabalho é apresentada uma revisão do método simplex com geração de colunas e sua aplicação ao problema de corte de estoque. É apresentado o problema combinado, que acopla os problemas de dimensionamento de lotes e de corte de estoque, incluindo uma formulação matemática deste problema. Em seguida consideramos algumas propriedades da matriz de restrições e como construir uma base esparsa para ela, utilizando um reordenamento estático das colunas básicas. Resultados numéricos de uma implementação em MATLAB que realiza trocas de colunas da base e verifica sua esparsidade, simulando o método simplex são apresentados. Após uma troca de colunas básicas, estas são atualizadas de forma eficiente, de modo que cause o menor preenchimento da matriz. Foram realizados também testes computacionais para verificar a robustez do método, através de operações inversas à decomposição e comparação com as colunas originais. Concluímos que a proposta de construção da base estática esparsa leva a bons resultados computacionais com relação à velocidade e robustez em comparação com abordagens que não consideram a estrutura esparsa da matriz de restrições.

Orientador: Silvio Alexandre de Araujo / Coorientador: Diego Jacinto Fiorotto / Banca: Sonia Cristina Poltroniere Silva / Banca: Fernando Luiz Pio dos Santos / Resumo: Este trabalho trata-se do problema de dimensionamento de lotes com máquinas paralelas flexíveis, que consiste basicamente em determinar a quantidade de itens a serem produzidos, em um horizonte de tempo finito, satisfazendo uma demanda, com várias máquinas. Este problema é de origem econômica e envolve custos de produção, estoque e preparação de máquinas. No problema padrão, cada item pode ser produzido em qualquer uma das máquinas, ou seja, têm-se a flexibilidade total de máquinas. No entanto nem sempre é viável ter flexibilidade total das máquinas, devido aos custos. Portanto, pode ser interessante implementar apenas uma flexibilidade limitada. A consideração ou não de uma máquina para produzir um produto específico torna-se uma variável de decisão e há um custo de investimento associado às estas decisões. Os resultados computacionais realizados com o CPLEX mostraram que a formulação é muito difícil, especialmente para instâncias com muitos itens. Assim, neste trabalho foram propostas três heurísticas para o problema, com intuito de buscar boas soluções para o problema em baixos tempos computacionais. As heurísticas foram comparadas ao modelo via pacote de otimização e observou que conforme o número de itens e de máquinas foram aumentando, os resultados obtidos foram melhores / Abstract: This work deals with the problem of lot-sizing with flexible parallel machines, which basically consists of determining the quantity of items to be produced, in afinite time horizon, satisfying a demand, with several machines. This problem is of economic origin and involves production, inventory and machine preparation costs. In the standard problem, each item can be produced in any of the machines, that is, they have the total flexibility of machines. However, it is not always feasible to have total machine flexibility due to costs. Therefore, it may be interesting to implement only limited flexibility. The consideration or not of a machine to produce a specific product becomes a decision variable and there is an investment cost associated with these decisions. The computational results obtained with CPLEX showed that the formulation is very difficult, especially for instances with many items. Thus, in this work three heuristics were proposed for the problem, in order to find good solutions to the problem in low computational times. The heuristics were compared to the model via optimization package and observed that as the number of items and machines were increasing, the results were better / Mestre

Neste trabalho é apresentada uma revisão do método simplex com geração de colunas e sua aplicação ao problema de corte de estoque. É apresentado o problema combinado, que acopla os problemas de dimensionamento de lotes e de corte de estoque, incluindo uma formulação matemática deste problema. Em seguida consideramos algumas propriedades da matriz de restrições e como construir uma base esparsa para ela, utilizando um reordenamento estático das colunas básicas. Resultados numéricos de uma implementação em MATLAB que realiza trocas de colunas da base e verifica sua esparsidade, simulando o método simplex são apresentados. Após uma troca de colunas básicas, estas são atualizadas de forma eficiente, de modo que cause o menor preenchimento da matriz. Foram realizados também testes computacionais para verificar a robustez do método, através de operações inversas à decomposição e comparação com as colunas originais. Concluímos que a proposta de construção da base estática esparsa leva a bons resultados computacionais com relação à velocidade e robustez em comparação com abordagens que não consideram a estrutura esparsa da matriz de restrições.

Estágio realizado na Qimonda Portugal e orientado pelo Eng.º Fernando Freitas e Eng.ª Joana Pereira / Tese de mestrado integrado. Engenharia Industrial e Gestão. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Esta pesquisa està motivada em um diÃlogo entre o projeto Lotes Vagos: AÃÃo Coletiva de OcupaÃÃo Urbana Experimental, dos artistas Breno Silva e Louise Ganz, e os conceitos de comum e comunidade segundo o filÃsofo italiano Giorgio Agamben, bem como outros que atravessam a formulaÃÃo destes, como impropriedade, tempo, espaÃo e invenÃÃo. O projeto aconteceu em Belo Horizonte (2005/2006) e em Fortaleza (2008), sendo este Ãltimo nosso interesse principal, composto por sete atividades. Lotes Vagos propunha a ocupaÃÃo temporÃria de terrenos baldios. Como mÃtodo, os artistas acordavam um contrato com os donos dos terrenos enquanto abriam a convocaÃÃo a qualquer um para as proposiÃÃes temporÃrias. Entre muitas de suas camadas de leitura, fica evidente o carÃter pÃblico dado aos lotes privados. Em outras, o projeto se dà como propositor de uma abertura do espaÃo para que se faÃa uma reinvenÃÃo de si, atravessados pela ideia de impropriedade que ali se instaura. No decurso dessa investigaÃÃo, percebemos que o qualquer, na conceituaÃÃo formulada por Agamben, aquele que, de todo modo, importa, à o usuÃrio das atividades propostas nos terrenos baldios, e que o participante faz, junto com os propositores, a aÃÃo acontecer. / This research is motivated in a dialogue between the Lotes Vagos: Coletive Action on a Experimental Urban Ocupation, from the artists Breno Silva and Louise Ganz, and the concepts of common and community, as Giorgio Agamben have discussed it, as well as others that touch the formulation of those ones, such as what is called improper, time, space and invention. The project happened in Belo Horizonte (2005/2006) and Fortaleza (2008), this last one being our main object, composed with seven occupations. Lotes Vagos proposed the temporary occupation of urban vacancies. As a method, the artists made an agreement with the owners of the lands meanwhile opened the invitation to any propositions. In many possibilities of interpretations, Lotes Vagos made evident the public character given to a private space. In others, the project presents an invitation to open up a space to a reinvention of the self. During this investigation, it was possible to understand that whatever, concept developed by Agamben, the one who, in anyway, matters, is the main participant of the propositions on the urban vacancies. It became clear, also, that both artists and whatever user made the action happen.

Segundo uma pesquisa recente realizada junto ao setor de fundições, uma importante preocupação do setor é melhorar seu planejamento de produção. Um plano de produção em uma fundição envolve duas etapas interdependentes: a determinação das ligas a serem fundidas e dos lotes que serão produzidos. Neste trabalho, estudamos o problema de dimensionamento de lotes para fundições de pequeno porte, cujo objetivo é determinar um plano de produção de mínimo custo. Como sugerido na literatura, a heurística proposta trata as etapas do problema de forma hierárquica: inicialmente são definidas as ligas e, posteriormente, os lotes que são produzidos a partir delas. Para a solução do problema, propomos um algoritmo genético que explora um conjunto de possibilidades para a determinação das ligas e utiliza uma heurística baseada em relaxação lagrangiana para determinação dos itens a serem produzidos. Além disso, uma abordagem para o mesmo problema é proposta utilizando o problema da mochila para determinar os itens a serem produzidos. Bons resultados foram obtidos pelos métodos propostos / According to a recent research made by the foundry sector, one of the most concern of the industry is to improve its production planning. A foundry production plan involves two independent stages: the determination of alloys to be merged and the lots that will be produced. In this work, we studied the lot-sizing problem for small foundries, whose purpose is to determine a plan of minimum production cost. As suggested in the literature, the heuristic proposed addresses the problem stages in a hierarchical way: rst we dene the alloys and, subsequently, the lots that are produced from them. We propose a genetic algorithm that explores some possible sets of alloys produced and uses a Lagrangian heuristic to determine the items to be produced. Also, we propose one approach to the same problem that uses the knapsack problem to determine the items to be produced. Good results were obtained by the methods proposed

Tese de mestrado integrado. Engenharia Industrial e Gestão. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Infelizmente os problemas relativos a recursos hídricos, conseqüentes do crescimento urbano desordenado têm ocupado, com uma freqüência cada vez maior, a manchete dos noticiários. A impermeabilização das superfícies vem provocando o aumento das enchentes nas cidades, e a população é a principal vítima de suas ações. Para contornar os problemas relativos aos alagamentos de uma maneira sustentável, o enfoque adotado é a solução dos problemas o mais próximo possível de sua origem. Uma medida sugerida é o controle das vazões na saída dos lotes, através de microrreservatórios de detenção. No entanto, pouco se sabe sobre a ação distribuída dos microrreservatórios na bacia. A partir da constatação desta falta de informação, este trabalho buscou avaliar o efeito do controle na fonte, através da utilização do microrreservatório de lote, sobre a macrodrenagem urbana. Para isso, optou-se pela montagem de uma bacia hipotética, cujas superfícies de escoamento foram representadas em detalhe (telhado, calçada, rua, jardim, microrreservatório, etc.), e através de simulações numéricas avaliou-se o impacto com a utilização dos microrreservatórios. Foram dimensionados microrreservatórios para várias combinações de TRs e vazões de descarga, e testados na bacia. Foi possível obter níveis de eficiência na bacia na ordem de 50 a 70%, de acordo com a vazão na saída dos lotes, e verificou-se que ao fixar até 3 vezes a vazão de pré-urbanização na saída do lote é possível obter uma eficiência da mesma ordem daquela obtida ao controlar a vazão de pré-urbanização. A vantagem obtida ao permitir maiores vazões na saída dos lotes é o aumento do diâmetro do descarregador de fundo, que para as vazões menores resultaram muito pequenos, e possivelmente inviáveis em uma situação real. Uma análise econômica foi realizada, a partir dos critérios de dimensionamento usados para os microrreservatórios e redes de drenagem, na tentativa de encontrar evidências indicando uma alternativa de projeto eficiente e ao mesmo tempo econômica. A análise mostrou que o custo global (microrreservatórios + redes) pode ser, em alguns casos, maior que o custo de implantação de uma rede de drenagem sem microrreservatórios. No entanto, para as vazões de restrição maiores (3 a 5 vezes a vazão de pré-urbanização) a diferença diminuiu. Portanto, desde que haja capacidade na rede coletora, a utilização de vazões de restrição em torno de 3 vezes a vazão de préurbanização parece ser a alternativa mais adequada.