Orientador: Silvio Alexandre de Araujo / Banca: Maria do Socorro Nogueira Rangel / Banca: Kelly Cristina Poldi / Banca: Sonia Cristina Poltroniere Silva / Banca: Deisemara Ferreira / Resumo: Nesta tese, estamos interessados em tratar de maneira integrada dois conhecidos problemas da literatura. Esta integração é referida na literatura como problema integrado de dimensionamento de lotes e corte de estoque. A ideia consiste em considerar simultaneamente, as decisões relacionadas com ambos os problemas, de modo a capturar a interdependência entre estas decisões e, assim, obter uma melhor solução global. Propõe-se um modelo matemático geral para o problema integrado de dimensionamento de lotes e corte de estoque (GILSCS), que considera vários níveis de integração e nos permite classificar a literatura, em termos de modelos matemáticos, dos problemas integrados. A classificação é organizada a partir de dois principais aspectos de integração que são: a integração através dos períodos de tempo e a integração entre os níveis de produção. Em um horizonte de planejamento que considera vários períodos, o estoque fornece uma ligação entre os períodos. Esta integração, por períodos de tempo, constitui o primeiro tipo de integração. O problema geral também considera a produção em diferentes níveis: objetos são fabricados ou comprados e então são cortados para produzir peças menores e estas, por sua vez, constituem componentes para a produção dos produtos finais. A integração entre os diferentes níveis de produção consiste no segundo tipo de integração. A revisão da literatura também possibilita direcionar interessantes áreas para pesquisas futuras. O comportamento da solução... / Abstract: In this thesis, the subject of interest is in treating, in an integrated way, two wellknown problems in the literature. This integration is referred in the literature as the integrated lot-sizing and cutting stock problem. The basic idea is to consider, simultaneously, the decisions related to both problems so as to capture the interdependency between these decisions in order to obtain a better global solution. We propose a mathematical model for a general integrated lot-sizing and cutting stock (GILSCS) problem. This model considers multiple dimensions of integration and enables us to classify the current literature, in terms of mathematical models, in this field. The main classification of the literature is organized around two types of integration. In a planning horizon which consists of multiple periods, the inventory provides a link between the periods. This integration across time periods constitutes the first type of integration. The general problem also considers the production in different levels: objects are fabricated or purchased and then, they are cut to produce the pieces which are then assembled as components in the production of final products. The integration between these production levels constitutes the second type of integration. The literature review also enables us to point out interesting areas for future research. The behavior of a solution to this type of problem, with three levels of production and several time periods, is studied considering the ... / Doutor

Orientador: Silvio Alexandrede Araujo / Banca: Bernardo Sobrinho Simões de Almada Lobo / Banca: Franklina Maria Bragion Toledo / Resumo: O problema de dimensionamento de lotes é um problema de otimização da produção, em que o objetivo é planejar a quantidade de itens a ser produzida em várias, ou única, máquinas em cada período ao longo do horizonte de tempo, de modo a tender uma demanda e otimizar uma função objetivo. Este trabalho aborda o problema de dimensionamento de lotes em um único estágio em um ambiente com máquinas paralelas distintas. Cada item pode ser produzido em qualquer máquina, acarretando um tempo de preparação que é gasto antes de começar a produção. O objetivo do trabalho consiste em obter limitantes inferiores de boa qualidade para este problema. Para tanto, é desenvolvido um método de solução baseado numa reformulação do problema a e na relaxação lagrangiana de um conjunto de restrições. Alguns resultados computacionais são apresentados algumas propostas futuras para a continuidade do trabalho. / Abstract: The lot-sizing problem is a production optimization problem, where the objective is to plan the quantity of items to be produced in multiple, or single, machines in each period over a time horizon, in order to satisfy a demand and optimize an objective function. This work addresses the single stage parallel machine lot-sizing problem. Each item can be produced on any machine, and incur a setup time before to start the production. The objective of this work is to lower bounds of good quality for this problem. A solution method is developed based on a reformulation of the problem and the Lagrangian relaxation of a set of constrainsts. Some computational results are presented comparing the proposed method with a method from the literature, and, some future researches are proposed. / Mestre

Orientador: Sônia Cristina Poltroniere Silva / Banca: Vanessa Rolnik Artioli / Banca: Fabiano Borges da Silva / Resumo: A resolução de problemas está sempre presente na vida das pessoas. Na área de exatas, a modelagem matemática é uma ferramenta eficaz na tomada de decisão, pois permite uma melhor visualização do problema. Essa dissertação, num primeiro momento, aborda a teoria básica de Otimização Linear e o método simplex e, posteriormente, sua aplicação na modelagem e resolução de problemas matemáticos voltados ao Ensino Médio. É proposto um material sobre este tema, direcionado especialmente aos professores da Educação Básica que lecionam na última série do Ensino Médio. Elencam-se alguns problemas que podem ser trabalhadas com os alunos em sala de aula ou em atividades extracurriculares. Alguns desses problemas são resolvidos graficamente e, para os que possuem maiores dimensões, é utilizada uma planilha de cálculo. Foi aplicado, em forma de oficina, um dos problemas propostos nesse texto em uma Escola Técnica da cidade de Bauru/SP. A descrição e a análise dessa aplicação são apresentadas e discutidas / Abstract: Solving problems is something present in people's lives. In the area of exact, the mathematical modeling is an effective tool in the decision making, because it allows a better visualization of the problem. This dissertation, in a first moment, approaches the theory of Linear Optimization and the simplex method and, later, its application in the modeling and resolution of Mathematical problems directed to High School. It is proposed a material on this subject, directed especially to the teachers of Basic Education who teach in the last grade of High School. We list some problems that can be worked out with students in the classroom or in extracurricular activities. Some of these problems are solved graphically and, for those of larger dimensions, a spreadsheet is used. One of the problems proposed in this text was applied as a workshop in a Technical School in the city of Bauru / SP. The description and analysis of this application are presented and discussed / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T20:42:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262126.pdf: 2414654 bytes, checksum: ba5927b0657adc5a12f169efb0cf67a9 (MD5) / Acoustic filters are widely used in the industry to attenuate the noise emission from exhaust machines, cooling ducts, internal combustion engines, inlet and outlet pipes of compressors and others. Reactive acoustic filters are known as mufflers and use a system of tubes and cavities to reflect part of the incident acoustic wave, resulting in a lower transmitted sound pressure than the incident sound pressure. The prediction of acoustic performance of mufflers can be obtained by analytical, experimental and numerical methods as Finite Element Method (FEM) and Boundary Element Method (BEM). Nowadays, in order to obtain more assertive solutions which minimize implementation time and costs, only determine the acoustic performance is not enough. Consequently, optimization methods are important tools to be applied in the industry. This thesis proposes to demonstrate a numerical optimization using the Genetic Algorithm Method (GA) in two reactive mufflers: the first one is assembled with two tubes and one cavity, and the other with three tubes and two cavities. One wide frequency band was chosen for this evaluation. The numerical models were validated using experimental results for the transmission loss, wich was measured using the Two Sources Technique. The results showed FEM that simulations and GA optimization applied with a method of performance prediction in mufflers have good results in build of reactive mufflers in the desirable interest frequencies band with a relative low cost and time of development.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T15:43:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294665.pdf: 5204709 bytes, checksum: deb491f0407c2a12436f0a3e7d858632 (MD5) / O projeto de sistemas embarcados tem se tornado mais complexo à medida em que ocorrem avanços na tecnologia e nas aplicações, forçando novas abordagens e metodologias de projeto. Em praticamente todas as metodologias modernas a etapa de exploração do espaço de projeto tem merecido destaque, pois é a responsável por gerar e analisar diferentes possíveis soluções de projeto e selecionar a melhor. A exploração do espaço de projeto é, então, um problema de otimização multiobjetivo em que o conjunto de possíveis soluções costuma ser enorme, caso em que técnicas heurísticas como os algoritmos evolucionários têm recebido grande destaque. Nesta tese foram desenvolvidos metamodelos que representam o projeto de sistemas embarcados pela metodologia de sistemas dirigidos pela aplicação (ADESD) e seus componentes lógicos e físicos. Esses metamodelos foram mapeados a um novo modelo evolucionário com modificações de inspiração biológica que é utilizado para otimização multiobjetivo e, assim, para a exploração do espaço de projeto em sistemas embarcados. A exploração hierárquica, a representação e evolução tanto dos suportes de hardware físico quanto sintetizável, as modificações incluídas no modelo evolucionário e sua avaliação usando indicadores e conjuntos de teste consagrados correspondem às principais contribuições desta tese. Os resultados demonstram a viabilidade do modelo desenvolvido para exploração do espaço de projeto no contexto proposto e um aumento da qualidade das soluções encontradas em alguns problemas de teste, com consequente aumento do sobrecusto computacional

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T00:01:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296283.pdf: 1961531 bytes, checksum: bc7392565b863d37935e1817b34bcbb2 (MD5) / O presente trabalho tem como objetivo realizar um estudo para a busca de estratégias ótimas de inserção de empreendimentos provenientes de uma carteira de projetos em Geração Distribuída. O problema consiste em determinar qual quantidade de geradores de cada empreendimento será inserida em uma rede elétrica por estágio de planejamento, com base na otimização de objetivos econômicos, ambientais e técnico, con-siderando determinadas especificações de projeto, cenários fixos de expansão de carga e preço de mercado da energia, e sujeitas a limites orçamentários e técnicos da rede de inserção. A metodologia de otimi-zação empregada constitui-se de um algoritmo de solução multiobjetivo, baseado no método Enxame de partículas, para a busca de um conjunto de soluções eficientes, e uma técnica de análise de decisão, baseada em funções de valor e funções de síntese, para a hierarquização do conjunto e obtenção de uma solução de compromisso.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-23T07:15:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 244608.pdf: 583469 bytes, checksum: 9242d23d470005cff475d51513a2fb02 (MD5) / O sistema de elevação artificial de petróleo por injeção contínua de gás, conhecido como continuous gas-lift ou simplesmente gas-lift é um dos mais utilizados no Brasil e no mundo, devido ao seu baixo custo relativo e eficiência satisfatória em uma vasta gama de condições de operação. Neste sistema de produção, a alocação da taxa disponível de injeção de gás para um grupo de poços é um problema de grande relevância. A decisão da taxa de injeção de gás para cada poço normalmente não é ótima, pois é baseada em regras ad hoc. Sendo assim, ganhos substanciais podem ser alcançados se estas decisões forem substituídas por soluções ótimas. Neste trabalho, apresentamos algumas abordagens para a solução do problema de maximizar o lucro obtido com a venda de hidrocarbonetos extraídos de um campo com poços operando via gas-lift. As soluções desenvolvidas utilizam Programação Dinâmica, Programação Linear Inteira Mista aliada à Teoria de Desigualdades Válidas e algoritmos Branch-and-Bound e Branch-and-Cut e fornecem a taxa de injeção de gás ótima para cada poço satisfazendo restrições como por exemplo a taxa de injeção disponível e os limites de processamento de fluidos produzidos. As abordagens desenvolvidas se mostram eficientes para a aplicação em questão. As soluções encontradas possuem alta qualidade (próximas das soluções ótimas), e o custo computacional para a obtenção das mesmas é baixo. As técnicas de solução propostas aqui constituem excelentes ferramentas de suporte à decisão, podendo substituir as decisões sub-ótimas normalmente fornecidas por pacotes de otimização comerciais.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:41:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 244893.pdf: 1337327 bytes, checksum: b62c127a54507a6f701d7ff1aa3db96e (MD5) / Este trabalho trata do problema de localização ótima de Estações de Emergência, localizadas no Corpo de Bombeiros, em que é necessário calcular o número de ambulâncias em cada estação, para atender a população de uma determinada região. Esse procedimento é realizado por meio da teoria das filas, devendo-se, para isso, considerar: o tempo médio de deslocamento da ambulância até a ocorrência, o número de chamadas diárias extremas para cada estação e também o tempo de espera na fila. O tempo médio de deslocamento é calculado pela teoria dos valores extremos, em que se considera somente o maior valor observado em cada dia. O tempo de espera, na fila, deve ser atribuído pelos administradores, podendo ser maior ou menor, dependendo, muitas vezes, de recursos financeiros. Neste trabalho, é considerado um tempo de espera, na fila, de um minuto e, para o deslocamento, de quatro minutos, num total de cinco minutos, podendo esse valor ser alterado para outras situações. Pelo diagrama de Voronoi multiplicativo por pesos, é realizada a divisão da área em estudo, nesse caso, a cidade de Curitiba-PR, onde há nove estações de emergência, sendo que cada ponto de estação será considerado como centro gerador de regiões. A otimização das colocações das estações é realizada com os modelos contínuos minmax e minmaxmin por meio do método simplex, em que é otimizado cada ponto de localização da Estação do Corpo de Bombeiros. A abordagem permite calcular, para um determinado conjunto de dados, o número suficiente de ambulâncias sem que haja limitação com relação à quantidade de unidades, o que dispensa o uso de simulação. Sendo assim, a metodologia apresentada é um instrumento que pode ser aplicado para qualquer região, desde que se tenham os dados relativos às ocorrências e os tempos de deslocamento, registrados num período considerado. Os algoritmos e software utilizados demonstraram uma boa performance para os modelos usados, contribuindo para a melhoria do sistema e rapidez no atendimento emergencial.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T18:15:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 260130.pdf: 3784188 bytes, checksum: 173b5bffaf15865b3bfa95b209334ffa (MD5) / Este trabalho tem como objetivo enunciar organizadamente as diferentes abordagens de síntese de supervisores em sistemas a eventos discretos (supervisor não-marcador, supervisor marcador e supervisor desmarcador) e reluzi-los utilizando métodos de otimização como Programação Linear Inteira Mista (PLIM) e Algoritmos Genéticos (AG). Para tal, propõe-se uma metodologia original para se representar a marcação de estados por meio de eventos de marcação e reduzir supervisores por meio de coberturas de controle independentemente do tipo de supervisor. Como resultado, primeiramente demonstra-se matematicamente a equivalência entre a marcação de estados tradicional e a marcação por eventos de marcação. Então, substitui-se a condição de consistência da marcação durante a redução de supervisores por um problema de controlabilidade dos eventos de marcação. Além disso, e ainda utilizando eventos de marcação, o problema da redução de supervisores é modelado em PLIM e AG, chegando-se a reduzir supervisores de 384 estados (por meio de PLIM) e de 96 estados (por meio de AG). Ao final, concluem-se as metodologias propostas e estabelecem-se perspectivas para trabalhos futuros.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:58:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 264561.pdf: 1735658 bytes, checksum: ac5d6d9c7e5b5da1f5fe2fdf835760a5 (MD5) / Nesta tese é proposta uma metodologia para obter dimensões básicas de um silenciador puramente reativo, de tal modo que a perda de transmissão sonora (TL) seja maximizada dentro da faixa de freqüência onde a eficiência de suas cavidades é notadamente baixa, otimizando assim a cavidade acústica. O cálculo da perda de transmissão (TL) é realizado com o método dos elementos finitos (FEM # formulação axissimétrica e tridimensional) e com o método dos elementos de contorno (BEM # formulação tridimensional). Emprega-se, juntamente com os métodos numéricos, um algoritmo genético (GA) para resolver o problema de otimização. Neste trabalho são avaliados dois modelos de silenciadores de câmara de expansão, o primeiro com uma e o segundo com duas câmaras. Após a análise computacional foi realizada uma verificação experimental dos resultados, através método das duas fontes com a finalidade de avaliar a precisão dos resultados numéricos e a validade da metodologia proposta. A Methodology is presented to determine the reactive muffler basic dimensions in order to maximize the sound transmission loss through the reactive muffler. First, by numerical methods are used to investigate the resonances of the cavities, which are optimized by using Genetic Algorithm (GA). Then, the Finite Element Method (axysimmetric and three-dimensional formulation) and Boundary Element Method (three-dimensional formulation) are used to evaluate the acoustic muffler performance in all numerical simulations. Results in terms of muffler performance are presented using the proposed methodology for single and double expansion chamber mufflers. To conclude, an experimental verification is carried out based on the Two Source Method, showing the accuracy of this numerically based methodology.