A gestão de um recurso para se obter a sua máxima ocupação requer não somente a técnica de planejamento adequada, mas também a consideração das incertezas durante o seu uso. Este trabalho utiliza o ponto forte das duas principais vertentes da pesquisa operacional: otimização e simulação em um contexto logístico portuário. Portanto, a técnica de programação de produção aplicada a um sistema logístico, associada à flexibilidade das aleatoriedades inerentes ao mesmo processo, provê aos tomadores de decisão de sistemas portuários um modelo matemático que auxilia na melhor ocupação de um canal de acesso aos terminais portuários. Assim, foi desenvolvido um modelo de otimização, inspirado no \"job shop\" aplicado em um sistema logístico, capaz de propor, partindo de um conjunto de navios, a melhor programação de acesso ao porto, através das informações relacionadas às operações portuárias. Uma vez estipulada a melhor programação, ela foi testada em um modelo simulação contemplando todas as etapas de um processo de carregamento/descarregamento de um navio em um terminal portuário, incluindo as incertezas de cada uma das etapas, bem como disponibilidade de ativos, regras de cruzamento e movimentações no canal. Através desta modelagem híbrida, obteve-se uma avaliação realista da proposta gerada pelo otimizador com a apuração dos resultados utilizando indicadores de desempenho atualmente empregados por profissionais de sistemas portuários como ocupação do sistema, tempo em fila e tempo de estadia do navio. Assim, foram comparados os impactos na mudança da forma de se operar um canal (liberando ou não o cruzamento dos navios durante seu curso) e calculados os ganhos operacionais de se programar os navios em sua entrada ao invés de simplesmente respeitar a ordem de chegada das embarcações. / The resource management in order to reach its maximum occupation requires not only the appropriate technique, but the incorporation of the uncertainties built in the process. This research uses the strength of each main streams of Operations Research: optimization and simulation in a logistic maritime context. Hence, the scheduling technique applied in a logistic system, and associated to the flexibility of having the uncertainties of its process provides the maritime logistic decision makers a mathematical model that helps them to deliver a better occupation rate of the canal to access the port terminals. To accomplish such objective, it was developed an optimization model, inspired in the job shop problem, and applied in a logistic system capable to propose, from a ship list, the best schedule, changing the order of entrance and exit of the vessels, using information related to its port operations. Once the best order of vessel is found, it was tested in a simulation model with most of constraints incorporated including all steps of the process, loading/unloading process, and all uncertainties within each step of the process (resources availability, navigation rules, safety, and operations policy). Such hybrid modeling technique, it was achieved a realistic evaluation of the optimization proposition, with the results measurements well known by the port practicioners, such as occupancy rates, waiting time, and complete service time (Makespan). To reach such evaluation it was compared the impact of changing the operations policy of the canal (allowing or not the crossing of the ships while navigating) and calculated the operational benefits of using a dispatching efford to coordinate the canal instead of respecting its arrival order.

Este trabalho trata do problema de sequenciamento e programação de atividades em máquinas diferentes em paralelo, considerando elegibilidade de máquina, e tempo de liberação das máquinas e das atividades com o objetivo de minimizar o custo de atraso total. Tal problema é descrito pela literatura como NP-hard. Foi proposto um método otimizante que envolve modelagem matemática, um algoritmo de geração de colunas e, além disso, uma heurística para tratar problemas com instancias maiores. O algoritmo de geração de colunas é baseado no método proposto por Akker, Hurkens e Savelsbergh (2000), que foi adaptado para o problema de múltiplas máquinas diferentes. Assim, o método foi aplicado em instâncias da literatura e em instâncias geradas para este trabalho de até 25 atividades e 4 máquinas. Os resultados foram analisados e observou-se que o modelo de programação inteira mista e eficiente para encontrar limitantes superiores de boa qualidade. Por outro lado, o algoritmo de geração de colunas é eficiente para encontrar limitantes inferiores para o problema. Desta forma, o método proposto utiliza o modelo MILP e o algoritmo de geração de colunas de maneira a se complementar. Assim, soluções ótimas foram encontradas para 84% das instancias geradas, sendo que o GAP médio para as instancias restantes foi de 2,1%. A heurística proposta e baseada na ideia de heurística construtiva probabilística, que foi apresentada por Arcus (1965). Ela foi executada na massa de dados gerada, resultando em um GAP médio de 10,6%. / This paper deals with the problem of scheduling activities in unrelated parallel parallel, considering machine eligibility, and machine and activity release time in order to minimize total weighted tardiness.Such a problem is described in the literature as NPhard. It has been proposed an optimizing method that involves mathematical modeling and a column generation algorithm, in addition, it is proposed a heuristic to treat problems with larger instances. The column generation algorithm was based on the method proposed by Akker, Hurkens e Savelsbergh (2000), which has been adapted to the problem of multiple diferent machines. Thus, the method was applied in instances of the literature and in instances generated for this paper up to 25 jobs and 4 machines. The results were analyzed and it was noted that the mixed integer programming model is eficient to find good quality upper bounds. On the other hand, the column generation algorithm is eficient to find lower bounds for the problem. Therefore, the proposed method uses the MILP model and the column generation algorithm to complement each other. Thus, optimal solutions were found for 84 % of the generated instances, with the mean GAP for the remaining instances being 2.1 %. The proposed heuristic is based on the idea of probabilistic constructive heuristics, which was presented by Arcus (1965). It was run on the mass of data generated, resulting in an average GAP of 10,6%.

O trabalho apresenta a concepção, modelagem e implementação de um sistema de apoio à decisão aplicado ao planejamento operacional da coleta seletiva de resíduos sólidos (SCOLDSS), o qual tem por funcionalidade principal à geração de alternativas ao processo decisório no que se refere à: (a) alocação de veículos para a coleta seletiva, bem como à determinação do roteiro a ser percorrido pelos mesmos e, (b) a determinação da quantidade diária de resíduos sólidos a ser enviado a cada unidade de triagem, de modo a evitar o desperdício de mão-de-obra e reduzir a quantidade de resíduos enviada aos aterros sanitários. Para o desenvolvimento do mesmo foi utilizada a combinação de técnicas advindas da Pesquisa Operacional, que são a simulação computacional de eventos discretos e algoritmos para o problema da alocação e roteamento de veículos. O sistema foi desenvolvido utilizando o ambiente Borland Delphi e, para a simulação foi utilizado o simulador Arena 3.5. Para a validação do SCOLDSS foram utilizados dados da coleta seletiva de um município do Rio Grande do Sul. / A decision support system (DSS) for modeling and solving the recyclable waste collection operational planning is presented. The computer system has the following objectives: (a) to define the vehicles’ allocation and routing; (b) to determine the quantity of solid waste to be sent to each waste recyclable trial unit; and (c) to generate operational scenarios to be taken into account in the decision process. To accomplish such objectives the DSS employs two well-known operations research techniques, namely simulation, and assignment/VRP algorithms. The DSS was implemented in Borland Delphi, using the commercial package Arena 3.5 to carry out the simulations. The system was validated using a field test in Porto Alegre, Rio Grande do Sul.

Este trabalho trata do problema de sequenciamento e programação de atividades em máquinas diferentes em paralelo, considerando elegibilidade de máquina, e tempo de liberação das máquinas e das atividades com o objetivo de minimizar o custo de atraso total. Tal problema é descrito pela literatura como NP-hard. Foi proposto um método otimizante que envolve modelagem matemática, um algoritmo de geração de colunas e, além disso, uma heurística para tratar problemas com instancias maiores. O algoritmo de geração de colunas é baseado no método proposto por Akker, Hurkens e Savelsbergh (2000), que foi adaptado para o problema de múltiplas máquinas diferentes. Assim, o método foi aplicado em instâncias da literatura e em instâncias geradas para este trabalho de até 25 atividades e 4 máquinas. Os resultados foram analisados e observou-se que o modelo de programação inteira mista e eficiente para encontrar limitantes superiores de boa qualidade. Por outro lado, o algoritmo de geração de colunas é eficiente para encontrar limitantes inferiores para o problema. Desta forma, o método proposto utiliza o modelo MILP e o algoritmo de geração de colunas de maneira a se complementar. Assim, soluções ótimas foram encontradas para 84% das instancias geradas, sendo que o GAP médio para as instancias restantes foi de 2,1%. A heurística proposta e baseada na ideia de heurística construtiva probabilística, que foi apresentada por Arcus (1965). Ela foi executada na massa de dados gerada, resultando em um GAP médio de 10,6%. / This paper deals with the problem of scheduling activities in unrelated parallel parallel, considering machine eligibility, and machine and activity release time in order to minimize total weighted tardiness.Such a problem is described in the literature as NPhard. It has been proposed an optimizing method that involves mathematical modeling and a column generation algorithm, in addition, it is proposed a heuristic to treat problems with larger instances. The column generation algorithm was based on the method proposed by Akker, Hurkens e Savelsbergh (2000), which has been adapted to the problem of multiple diferent machines. Thus, the method was applied in instances of the literature and in instances generated for this paper up to 25 jobs and 4 machines. The results were analyzed and it was noted that the mixed integer programming model is eficient to find good quality upper bounds. On the other hand, the column generation algorithm is eficient to find lower bounds for the problem. Therefore, the proposed method uses the MILP model and the column generation algorithm to complement each other. Thus, optimal solutions were found for 84 % of the generated instances, with the mean GAP for the remaining instances being 2.1 %. The proposed heuristic is based on the idea of probabilistic constructive heuristics, which was presented by Arcus (1965). It was run on the mass of data generated, resulting in an average GAP of 10,6%.

Neste estudo é feita uma apresentação de alguns aspectos da obra de Herbert A. Simon que foram julgados de particular importância para a economia. A teoria comportamental do autor é o eixo em torno do qual estes aspectos resultaram girar. Esta teoria por sua vez foi aqui dividida em dois temas: o da racionalidade e o da organização. Estes temas são duas partes essenciais da teoria e devem caminhar sempre juntos no sentido de que, respectivamente, tratam da estrutura da teoria e do contexto ao qual ela se aplica. No que diz respeito ao tema da racionalidade, são tratados aqui os argumentos de Simon relativos às restrições ao exercício da racionalidade pelos agentes associadas às suas capacidades cognitivas. Em particular, Simon argumenta que a hipótese de onisciência, implicada pelas hipóteses de racionalidade da teoria econômica neoclássica, gera problemas para a teoria, tanto em sua faceta normativa quanto na positiva. São também apresentados os conceitos de racionalidade restrita e de racionalidade procedimental. Este último foi desenvolvido por Simon a partir do primeiro, tendo em vista principalmente as dificuldades da teoria econômica de lidar com situações de incerteza. Na medida em que as restrições à racionalidade são admitidas pela teoria, o comportamento passa a depender fortemente tanto do contexto em que ocorre quanto das características psicológicas (cognitivas) do agente. Grande parte do trabalho de Simon em economia girou em torno do conceito de organização. De fato, organizações constituem um contexto predominante do comportamento econômico, tanto mais quanto grandes organizações têm dominado o cenário nas últimas décadas. Neste sentido, é questionada também a predominância do conceito de mercado sobre o de organização na teoria. Esta dependência que o comportamento econômico tem do contexto leva Simon a argumentar em favor de uma aproximação entre economia e empiria, em particular do estudo empírico de como o comportamento se dá na prática – ou seja, onde empiria não deve ser tomada como sinônimo de econometria. Uma contextualização histórica do trabalho de Simon também foi realizada. Foram explorados aí alguns temas. Primeiro, foi conceituado o “regime da Segunda Guerra Mundial" surgido em torno da confluência entre as empreitadas científica e militar durante a Segunda Guerra. Em segundo lugar, a importância deste regime para a carreira de Simon foi discutida, em particular a disponibilidade do computador, a partir de meados da década de 1950, para sua pesquisa. Em terceiro lugar, foi identificada e descrita como importante manifestação desse regime a “pesquisa operacional" e foram traçadas algumas de suas implicações para a economia em particular e, de maneira mais vaga, para as ciências sociais em geral. / This study presents some aspects of Herbert A. Simon’s work that were thought to have particular importance to economics. The author’s behavioral theory is the axis around which these aspects orbit. This theory, in turn, was divided here into two themes: rationality and organization. Both of them are essential parts of the theory and always work hand in hand in the sense that, respectively, they are the structure of the theory and the context to which it applies. Concerning rationality, Simon’s arguments about the constraints to the exercise of rationality related to the agents’ cognitive limitations are presented. In particular, he argues that the hypothesis of omniscience, implied by the neoclassical economic theory hypothesis of rationality, causes trouble to the theory, in either its normative or positive side. The concepts of bounded rationality and procedural rationality are also presented. The latter was developed by Simon based on the former in an attempt to circumvent the difficulties of the economic theory to deal properly with uncertainty. When the bounds to rationality are admitted by the theory, behavior then depends strongly on the context in which it occurs and on the agent’s psychological (cognitive) characteristics. A major part of Simon’s work in economics dealt with the concept of organization. Indeed, organizations constitute a predominant context to economic behavior, especially when we consider the role large organizations have been playing in the last decades. Proceeding in that line of thought, the preponderance in economics of the concept of market over the concept of organization is questioned. The aforementioned dependency of behavior to the context leads Simon to argue in favor of an approximation of economics and empiric work, especially concerning how behavior is to be found in practice – or else, where empiric work is not to be taken as synonym for econometrics. Simon’s work was historically contextualized and some themes were explored as related to this context. First, the “World War II regime", emerging out of a confluence of the military and scientific enterprises in the war, was conceptualized. Second, the importance of this regime to Simon’s career was stressed, and particularly important was the availability of the computer for his research from the mid-fifties on. Third, an important manifestation of this regime, “operations research", was identified and described. Some of its implications for economics in particular and, in a vaguer manner, for the social sciences in general were also traced.

Orientador: Silvio Alexandre de Araujo / Coorientador: Diego Jacinto Fiorotto / Banca: Kelly Cristina Poldi / Banca: Victor C. B. de Camargo / Resumo: Os problemas de dimensionamento de lotes consistem em determinar a quantidade de itens que devem ser produzidos em todos os períodos de um horizonte de planejamento. Em geral, são considerados custos de produção, preparação de máquina e de manutenção de estoque. Neste trabalho estuda-se uma extensão do problema de dimensionamento de lotes com restrição de capacidade que considera tempos de preparação, preparação carryover e crossover, em que se tem uma única máquina, único estágio, multi-itens e big-bucket (CLSP-SCC). Novas formulações para o CLSP-SCC são apresentadas e evitam a necessidade de definir novas variáveis binárias para modelar a preparação crossover. Também são propostas restrições de quebra de simetria para formulações propostas na literatura. São provadas as relações teóricas que existem entre cada uma destas formulações estudadas. Além disso, é proposta uma heurística híbrida que combina as heurísticas Relax-and-Fix e Fix-and-Optimize (RF-FO), em que a heurística Relax-and-Fix é usada para obter uma solução inicial e a heurística Fix-and-Optimize melhora essa solução. Por fim, apresentam-se os resultados computacionais e conclui-se que os resultados obtidos melhoram significativamente quando comparam-se a formulação clássica com as formulações sem preparação carryover. Compara-se também os resultados da heurística com os do pacote computacional CPLEX e, quando ambos são limitados ao mesmo tempo computacional, a heurística RF-FO obtém melhores resultados / Abstract: Lot-Sizing Problems consist of determining the quantity of items to be produced in each period of a planning horizon. In general, production, setup and inventory costs are considered. In this work an extension of the Capacitated Lot-Sizing Problem is studied, which considers setup times, Setup Carryover and Setup Crossover, single machine, single level, multi items, multi periods and big-bucket (CLSP-SCC). New formulations to the CLSP-SCC are presented and avoid the necessity of defining new extra binary variables to model the setup crossover. Furthermore, symmetry breaking constraints are proposed for formulations from the literature. The theoretical relations between the studied formulations are proved. A Relax-and-Fix and Fixand-Optimize (RF-FO) hybrid heuristic is proposed, in which the Relax-and-Fix helps to find an initial solution and the Fix-and-Optimize improves it. Computational results are presented and the obtained results improve significantly when comparing the classical formulation with the formulation without setup carryover. Finally, the results obtained by the RF-FO heuristic and the computational package CPLEX are compared and, when they both are limited to the same computational time, the RF-FO heuristic obtains better results / Mestre

nÃo hà / The application of time series in varius areas such as engineering, logistics, operations research and economics, aims to provide the knowledge of the dependency between observations, trends, seasonality and forecasts. Considering the lack of effective supporting methods od logistics planning in the area of foreign trade, the multivariate models habe been presented and used in this work, in the area of time series: vector autoregression (VAR), vector autoregression moving-average (VARMA) and state-space integral equation (SS). These models were used for the analysis of demand forecast, the the bivariate series of value and volume of cashew nut exports from Cearà from 1996 to 2012. The results showed that the model state space was more successful in predicting the variables value and volume over the period that goes from january to march 2013, when compared to other models by the method of root mean squared error, getting the lowest values for those criteria. / A aplicaÃÃo de sÃries temporais em diversas Ãreas como engenharia, logÃstica, pesquisa operacional e economia, tem como objetivo o conhecimento da dependÃncia entre dados, suas possÃveis tendÃncias, sazonalidades e a previsÃo de dados futuros. Considerando a carÃncia de mÃtodos eficazes de suporte ao planejamento logÃstico na Ãrea de comÃrcio exterior, neste trabalho foram apresentados e utilizados os modelos multivariados, na Ãrea de sÃries temporais: auto-regressivo vetorial (VAR), auto-regressivomÃdias mÃveis vetorial (ARMAV) e espaÃo de estados (EES). Estes modelos foram empregados para a anÃlise de previsÃo de demanda, da sÃrie bivaria de valor e volume das exportaÃÃes cearenses de castanha de caju no perÃodo de 1996 à 2012. Os resultados mostraram que o modelo espaÃo de estados foi mais eficiente na previsÃo das variÃveis valor e volume ao longo do perÃodo janeiro à marÃo de 2013, quando comparado aos demais modelos pelo mÃtodo da raiz quadrada do erro mÃdio quadrÃtico, obtendo os menores valores para o referido critÃrio.

Este trabalho tem seu foco no problema de sequenciamento e programação da lavra em mina a céu aberto, com alocação de equipamentos de carregamento. Neste estudo considera-se a existência de uma frota heterogênea de equipamentos de carga e dois tipos de material lavráveis, sendo minério ou estéril. Para a lavra de minério são considerados requisitos de qualidade a serem atingidos pela mistura de minério, um britador, uma capacidade de operação atribuída à usina de beneficiamento e uma pilha de estoque objetivando abastecer a usina quando faltar minério nas frentes de lavra, denominada pilha de ROM. Em uma mina o carregamento pode ser gerido por um plano de lavra que descreve a movimentação e a produção horária de cada equipamento de carga ao longo do tempo. Neste contexto, apresenta-se um modelo matemático apoiado por um algoritmo responsável por mover o horizonte de tempo a cada execução do modelo com intuito de gerar ordens de lavra resolvidas com otimalidade. Juntas, essas ordens descreverão o plano de lavra dos equipamentos de carga. Os experimentos computacionais, realizados utilizando dados de uma jazida de cobre, mostram a efetividade da proposta considerando um horizonte de médio prazo. / This paper focuses on the mining scheduling problem in open pit, considering the allocation of loading equipment. This study considers the existence of a heterogeneous fleet loading equipment and two types of mineable material, namely ore or waste. For the mining of ore are considered quality requirements to be met by the ore blending, a crusher, the capacity of operation of the processing plant and a stockpile which feed the plant when there is lack of ore in mining fronts, called ROM stockpile. In a mine, loading can be managed by a mining plan that describes the movement and the schedule of each load equipment over time. In this context, we present a mathematical model supported by an algorithm that is responsible for moving the time horizon for each model run, with the goal of generating mining orders till resolved to optimality. Together, these orders describe the mining plan of the loading equipment. The computational experiments, conducted using data from a copper deposit, show the effectiveness of the proposal considering a medium-term horizon.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-01-30Bitstream added on 2014-06-13T20:55:42Z : No. of bitstreams: 1 lopes_am_me_sjrp.pdf: 648692 bytes, checksum: 6aa3a670ac391b9033fe7de1566f1648 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho trata do problema de corte de estoque unidimensional inteiro, que consiste em cortar um conjunto de objetos disponíveis em estoque para a produção de itens menores demandados, de tal forma que se otimize uma ou mais funções objetivos. Foi estudado o caso em que existe apenas um tipo de objeto em estoque em quantidades suficiente para atender a demanda. Três adaptações de um método heurístico baseadas nos conceitos dos algoritmos evolutivos multiobjetivo são propostas para resolver o problema considerando duas funções objetivo conflitantes, a minimização do número de objetos cortados e a minimização do número de diferentes padrões de corte. As adaptações utilizam as idéias presentes no método da Soma Ponderada, no Vector Evaluated Genetic Algorithm e no Multiple Objective Genetic Algorithm. Estas heurísticas são analisadas resolvendo-se instâncias geradas aleatoriamente. / This work deals with the one-dimensional integer cutting stock problem, which consist of cutting a set of available objects in stock in order to produce ordered smaller items in such a way as to optimize one or more objective functions. On the case studied there is just one type of object in stock available in sufficient quantity to satisfy the demand. Three adaptations of a heuristic method based on the multi-objective evolutionary algorithms concepts are proposed to solve the problem considering two conflicting objective functions, the minimization of the number of objects to be cut and the minimization of the number of different cutting patterns. The adaptations consider the ideas from the Weighted Sum method, the Vector Evaluated Genetic Algorithm and the Multiple Objective Genetic Algorithm. These heuristics are analyzed by solving randomly generated instances.

O trabalho apresenta a concepção, modelagem e implementação de um sistema de apoio à decisão aplicado ao planejamento operacional da coleta seletiva de resíduos sólidos (SCOLDSS), o qual tem por funcionalidade principal à geração de alternativas ao processo decisório no que se refere à: (a) alocação de veículos para a coleta seletiva, bem como à determinação do roteiro a ser percorrido pelos mesmos e, (b) a determinação da quantidade diária de resíduos sólidos a ser enviado a cada unidade de triagem, de modo a evitar o desperdício de mão-de-obra e reduzir a quantidade de resíduos enviada aos aterros sanitários. Para o desenvolvimento do mesmo foi utilizada a combinação de técnicas advindas da Pesquisa Operacional, que são a simulação computacional de eventos discretos e algoritmos para o problema da alocação e roteamento de veículos. O sistema foi desenvolvido utilizando o ambiente Borland Delphi e, para a simulação foi utilizado o simulador Arena 3.5. Para a validação do SCOLDSS foram utilizados dados da coleta seletiva de um município do Rio Grande do Sul. / A decision support system (DSS) for modeling and solving the recyclable waste collection operational planning is presented. The computer system has the following objectives: (a) to define the vehicles’ allocation and routing; (b) to determine the quantity of solid waste to be sent to each waste recyclable trial unit; and (c) to generate operational scenarios to be taken into account in the decision process. To accomplish such objectives the DSS employs two well-known operations research techniques, namely simulation, and assignment/VRP algorithms. The DSS was implemented in Borland Delphi, using the commercial package Arena 3.5 to carry out the simulations. The system was validated using a field test in Porto Alegre, Rio Grande do Sul.