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Pesquisa Operacional, Volume: 28, Número: 3, Publicado: 2008
  • Relação entre modelos de programação não-linear com incerteza no conjunto de restrições

    Silva, Ricardo Coêlho; Cantão, Luiza Amalia Pinto; Yamakami, Akebo

    Resumo em Português:

    Este trabalho demonstra de forma analítica e numérica a relação entre dois métodos, Trappey et al. (1988) e Xu (1989), da literatura que resolvem problemas de programação não-linear com incertezas no conjunto de restrições. Uma análise comparativa entre o desempenho para a obtenção da solução ótima dos métodos de otimização não-linear clássicos e dos métodos de otimização não-linear nebulosos, apresentados também neste trabalho. Para tal comparação, serão apresentados dois problemas que foram modelados em termos de programação não-linear clássico, os quais permitem a introdução de incertezas nas restrições. Com base na análise dos problemas propostos em Xu (1989), verificou-se que os dois métodos descritos fornecem resultados similares, conforme algumas condições.

    Resumo em Inglês:

    In this work, we demonstrate analytical and numerically the relation between two methods, Trappey et al. (1988) and Xu (1989), found in the literature. These methods were developed to solve nonlinear programming problems with uncertainties in the set of constraints. A comparative analysis of the performance between classic and fuzzy nonlinear optimization methods are presented too in the work. For the comparison, two problems are modeled that had been shaped in terms of classic nonlinear programming, which allow the introduction of uncertainties in its formularizations. Based on the analysis of the problem proposed in Xu (1989), we verified that the two described methods provide similar results, as per some conditions.
  • Programação da grade de horário em escolas de ensino fundamental e médio

    Sousa, Vânia Nobre de; Moretti, Antônio Carlos; Podestá, Valéria Abrão de

    Resumo em Português:

    A programação da grade de horários em escolas de ensino fundamental e médio, também conhecido como problema turma-professor (PTP), consiste em fixar uma seqüência de agendamentos de aulas envolvendo professores e grupos de estudantes (que possuem um mesmo currículo de disciplinas) em um período pré-determinado (tipicamente uma semana), sujeito a requisitos didáticos, físicos e organizacionais. É um problema combinatorial NP-completo e é geralmente resolvido através da aplicação de procedimentos heurísticos. Neste trabalho, apresentamos um procedimento de Busca Tabu associado a uma Busca Local Aleatória e duas formulações matemáticas. O procedimento proposto foi experimentado com sucesso em escolas públicas brasileiras.

    Resumo em Inglês:

    The school timetabling problem (STP) consists in fixing a sequence of meetings between teachers and students in a prefixed period of time (typically a week), satisfying organizational, pedagogical and personal constraints. STP is a NP-complete problem and is usually tackled using heuristic methods. In this work we considered typical characteristics of Brazilian public schools. We presented a Tabu Search procedure associated with a Randomized Local Search to solve this problem and two mathematical formulations. The implementation of the procedure has been successfully experimented in some Brazilian public schools.
  • Combinação de abordagens GLSP e ATSP para o problema de dimensionamento e sequenciamento de lotes de produção de suplementos para nutrição animal

    Toso, Eli Angela Vitor; Morabito, Reinaldo; Clark, Alistair

    Resumo em Português:

    Neste artigo estudamos a combinação de abordagens GLSP (General Lot Sizing and Scheduling Problem) e ATSP (Asymmetric Travelling Salesman Problem) para o problema de dimensionamento e sequenciamento de lotes na indústria de nutrição animal. Este problema consiste em determinar o tamanho de cada lote de produção para cada produto, assim como a sequência de produção destes lotes, de forma a satisfazer a demanda sem atrasos e minimizar os custos de produção e estoques. Uma dificuldade para a programação da produção nesta indústria é integrar estas decisões, pois os tempos de preparação da linha de produção são dependentes da sequência produtiva e não obedecem a desigualdade triangular. A abordagem proposta é comparada com abordagens relax-and-fix para o modelo GLSP (General Lot-sizing and Scheduling Problem) estudadas em trabalhos anteriores, utilizando dados reais de um estudo de caso de uma fábrica de nutrição animal localizada no interior de São Paulo.

    Resumo em Inglês:

    In this paper we study the combination of GLSP (General Lot Sizing and Scheduling Problem) and ATSP (Asymmetric Travelling Salesman Problem) approaches with sub-tour elimination and patching to a lot sizing and sequencing problem in the animal nutrition industry. This problem consists of deciding the lots size for each product as well the production sequence of the lots, while meeting demand without backlogs and minimizing production and inventory costs. The coordination of these decisions is a challenge for production scheduling in this industry as the setup times are sequence dependent. The ATSP approaches are compared with relax-and-fix approaches applied to the GLSP (General Lot-sizing and Scheduling Problem) formulated in previous research, using real data from an animal nutrition plant in Sao Paulo state.
  • O problema de corte de estoque em indústrias de móveis de pequeno e médio portes

    Rangel, Socorro; Figueiredo, Altamir G. de

    Resumo em Português:

    A geração de padrões de corte para cortar painéis retangulares de madeira em itens retangulares menores é uma tarefa rotineira em indústrias de móveis. Além do objetivo usual de minimizar perdas, as indústrias procuram gerar padrões de corte que facilitem o processo de corte. Neste trabalho analisamos os padrões de corte adotados por uma fábrica característica do Pólo Moveleiro de Votuporanga-SP. Propomos uma heurística para a geração de um conjunto de padrões de corte baseados em padrões n-grupos e usamos na solução do problema de corte de estoque. Comparamos a solução do método heurístico com a solução obtida através do método em 2-estágios de Gilmore e Gomory e a prática da fábrica. Os resultados obtidos indicam que a heurística proposta é capaz de gerar padrões de corte similares aos utilizados pela fábrica, com índices de perda iguais ou melhores.

    Resumo em Inglês:

    Defining cutting patterns to cut rectangular plates to produce smaller rectangular pieces with specified sizes and demands is an every day task in the furniture industry. Besides the usual interest in cutting patterns that minimizes waste, there is also interest in developing cutting patterns that allows a rapid manipulation of the plates. In this work we analyze the cutting patterns used in a furniture industry situated at the state of São Paulo-Brazil and present a heuristic procedure to generate cutting patterns based on n-group guillotine pattern. We compare the heuristic solution with the solution given by the traditional 2-stage Gilmore-Gomory method and the industry practice. The results indicate that the proposed heuristic can generate cutting patterns similar to the ones used in the industry with waste index that are equal or better.
  • Métodos de apreçamento de opções americanas e determinação da curva de gatilho através da simulação de Monte Carlo

    Castro, Javier Gutiérrez; Baidya, Tara Keshar Nanda; Aiube, Fernando Antonio Lucena

    Resumo em Português:

    Nos últimos anos a simulação de Monte Carlo tem se constituído numa das principais ferramentas que analistas acadêmicos utilizam com fins de apreçamento de derivativos. A principal motivação é a grande flexibilidade que apresenta para simular diversos tipos de opções e preços do ativo subjacente. Neste trabalho são analisados três algoritmos para o cálculo de opções de venda americanas: Ibáñez & Zapatero (2004), Ibáñez & Zapatero modificado (aqui proposto) e o método LSM (Least Square Monte Carlo) de Longstaff & Schwartz (2001). O método proposto oferece resultados tão bons como o LSM com a vantagem adicional de permitir o cálculo da curva de gatilho (threshold curve). O método LSM é de rápido processamento computacional no cálculo do preço da opção, mas não gera em primeira instância uma curva de gatilho, a qual, para alguns casos (como na análise de investimentos) é muito útil na definição do instante ótimo de investir.

    Resumo em Inglês:

    Monte Carlo Simulation has become one of the most important tools used in pricing Financial Derivatives. The main reason in that it gives greater flexibility in simulating several kinds of underlying assets and derivatives. In this article, we analyze three algorithms to calculate the value of American options, which is one particular type of financial derivatives. The first two are: that of Ibáñez & Zapatero (2004) and that of Longstaff & Schwartz (2001). The third algorithm is the one we have developed by modifying Ibáñez & Zapatero. Our method gives results which are as good as those of Longstaff & Schwartz, with the additional advantage that it calculates the threshold curve. The threshold curve is very important for defining the optimal timing of investments. The method of Longstaff & Schwartz has a fast computational process to calculate option price, but it doesn't produce a threshold curve.
  • A exploração de gás natural em Mexilhão: análise multicritério pelo método Todim

    Gomes, Luiz Flavio Autran Monteiro; Maranhão, Francisco José Coelho

    Resumo em Português:

    O problema abordado neste artigo foi o da seleção da melhor opção para destinação das reservas de gás natural descobertas recentemente na Bacia de Santos, mais especificamente no campo de Mexilhão. A análise multicritério empregada no estudo fez uso do método TODIM, método multicritério discreto fundamentado na Teoria dos Prospectos. A aplicação do método TODIM mostrou-se bastante útil na recomendação de opções de projetos no upstream, devido ao fato de se poder identificar claramente as alternativas mais importantes, em face aos cenários testados e em relação aos critérios explicitados. Como complemento ao estudo aqui apresentado, pesquisas relacionadas com o comportamento dos executivos no processo de tomada de decisão, principalmente acerca das questões de motivação e desejos pessoais, poderão também contribuir de maneira decisiva para um melhor entendimento das recomendações e escolhas apontadas.

    Resumo em Inglês:

    The problem dealt with in this article was the selection of the best option for destination of natural gas reserves recently discovered in the Santos Basin, more specifically in Mexilhão. The particular objectives of the study were: (1) to create a mechanism for supporting the process of analysis and selection of the best options for destination of natural gas; (2) to allow the decision makers choosing among investment opportunities aligned to the expectations and strategies of the investing firm; and (3) facilitate the systemic identification of new investment options. The multicriteria analysis made use of the TODIM method. This is a methods based on Prospect Theory that has proved to be useful in this particular study. The article closes with recommendations for future extensions of this study.
  • Um modelo híbrido (CLP-MILP) para scheduling de operações em polidutos

    Magatão, Leandro; Arruda, Lúcia Valéria Ramos de; Neves-Jr, Flávio

    Resumo em Português:

    A eficácia na transferência de derivados de petróleo através de dutos motiva a execução deste trabalho. O objetivo principal é a modelagem do scheduling de um poliduto, isto é, um sistema de dutos que transporta diferentes derivados de petróleo. O poliduto em estudo com 93,5 km de extensão conecta uma refinaria a um terminal portuário. Foi desenvolvido um modelo de otimização baseado na união de Constraint Logic Programming (CLP) e Mixed Integer Linear Programming (MILP). O modelo utiliza uma abordagem de decomposição do problema, com representação temporal contínua e calcula janelas de tempo (restrições temporais) que devem ser respeitadas. A abordagem híbrida CLP-MILP proporcionou a solução de cenários reais em tempo computacional da ordem de segundos. A resolução computacional do modelo proposto evidenciou novos pontos de operação para o poliduto, proporcionando ganhos operacionais significativos. O modelo implementado configura uma ferramenta de auxílio para tomada de decisões operacionais no cenário estudado.

    Resumo em Inglês:

    This work is motivated by the need of optimization in the pipeline-oil distribution scenario. The considered problem involves the short-term scheduling of activities in a specific pipeline. The pipeline is 93.5 km in length, and it connects refinery and harbor tankfarms, conveying different types of commodities (gasoline, diesel, kerosene, etc). An optimization model was developed to determine the pipeline scheduling with improved efficiency. Such model combines Constraint Logic Programming (CLP) and Mixed Integer Linear Programming (MILP) in an integrated CLP-MILP framework. The proposed model uses decomposition strategies, continuous time representation, and intervals that represent time constraints (time windows). Real cases were solved in a reduced computational time (order of seconds). The computational results have demonstrated that the model is able to define new operational points to the pipeline, providing significant cost saving. Indeed the CLP-MILP model is an efficient tool to aid the operational decision-making within this real-world pipeline scenario.
  • Double sampling control chart for a first order autoregressive process

    Claro, Fernando A. E.; Costa, Antonio F. B.; Machado, Marcela A. G.

    Resumo em Português:

    Neste artigo propomos o gráfico de controle de amostragem dupla para monitoramento de processos nos quais as observações seguem um modelo autoregressivo de primeira ordem. Nós consideramos intervalos de amostragem suficientemente longos em linha com o conceito de subgrupos racionais. O gráfico de controle de amostragem dupla é substancialmente mais eficiente que o Gráfico de Shewhart e do que o Gráfico com Amostra de Tamanho Variável. Para estudar as propriedades destes gráficos nós derivamos expressões de forma-fechada para o Numero Médio de Amostras até o Sinal (NMA) levando em conta a correlação dentro do subgrupo. Os resultados numéricos mostram que esta correlação tem impacto significante sobre as propriedades do gráfico.

    Resumo em Inglês:

    In this paper we propose the Double Sampling control chart for monitoring processes in which the observations follow a first order autoregressive model. We consider sampling intervals that are sufficiently long to meet the rational subgroup concept. The Double Sampling chart is substantially more efficient than the Shewhart chart and the Variable Sample Size chart. To study the properties of these charts we derived closed-form expressions for the average run length (ARL) taking into account the within-subgroup correlation. Numerical results show that this correlation has a significant impact on the chart properties.
  • Application of stochastic models to determine customers lifetime value for a Brazilian supermarkets network

    Sant'Anna, Annibal Parracho; Ribeiro, Rodrigo Otavio de Araujo

    Resumo em Português:

    Este artigo estuda estratégias para avaliar o valor do tempo de vida do cliente (CLV). Tradicionalmente, heurísticas baseadas em variáveis medindo recência, freqüência e valor monetário (RFM) são utilizadas para determinar os melhores clientes. Aqui, algumas formas de explorar diretamente estes parâmetros para predizer o CLV são comparadas com uma abordagem baseada no ajustamento de um modelo estocástico. O modelo utilizado é uma composição de um modelo para o número de transações ao longo da vida útil residual e um modelo para o valor gasto. Nova evidência é levantada sobre o efeito de agregação das transações mensalmente. Os dados analisados referem-se a dois anos da compras de um grupo de clientes da mesma coorte de ingresso no cadastro de um programa de fidelidade de uma rede de supermercados do Rio de Janeiro. Usando o primeiro ano para calibrar e o segundo ano para validar os modelos, bom ajuste dos dois modelos para as séries de dados individuais e previsões coerentes para o CLV são obtidas.

    Resumo em Inglês:

    This paper studies strategies to access customer lifetime value (CLV). Traditionally, heuristics based on recency, frequency and monetary value variables (RFM) are used to determine the best customers. Here, some forms of directly exploring these parameters to predict CLV are compared to an approach based on fitting a stochastic model. The model employed is a composition of a model for the number of transactions along the residual lifetime and a model for the value spent. New evidence is raised on the effect of aggregating transactions monthly. The data analyzed refer to two years of purchases of a group of customers of the same entrance cohort of a fidelity program cadastre of a supermarkets network in Rio de Janeiro. Using the first year to calibrate and the second year to validate the models, good fit of both models to the series of individual data and coherent CLV predictions are obtained.
  • Otimização de experimentos com variáveis de resposta descritas por perfis

    Fogliatto, Flávio Sanson

    Resumo em Português:

    Em experimentos multi-resposta (MREs) a mesma unidade experimental é avaliada em relação a mais de uma resposta simultaneamente. A otimização de MREs implica na determinação do ponto na superfície de resposta onde as respostas apresentam o melhor desempenho em relação aos critérios estabelecidos. Funções de utilidade são empregadas para transformar realizações das respostas em cada tratamento experimental em medidas de desempenho. Este artigo aborda MREs em que algumas respostas não são observadas como valores individuais, mas descritas por funções. Uma resposta funcional apresenta um ou mais perfis como resultados observados em cada tratamento experimental; o objetivo é identificar tratamentos que resultam em respostas próximas de um perfil-alvo. Neste artigo, propõe-se a utilização da distância de Hausdorff, uma métrica de similaridade utilizada no tratamento de imagens, em combinação com uma função de preferência para obter uma função de utilidade que forneça a distância das respostas funcionais em relação a seu perfil-alvo.

    Resumo em Inglês:

    In multiresponse experiments (MREs) the same experimental unit is evaluated with respect to more than one response simultaneously. Optimization of MREs involves determining the point in the design region where responses perform best with respect to given criteria. Utility functions are used to transform responses outcomes at each experimental treatment into performance measures. In this paper, we investigate MREs where some response outcomes are profiles rather than individual values. A functional response gives one or more profiles as observed outcomes at each experimental treatment, and the objective is to identify the outcome that is closest to a target profile. We propose the use of the Hausdorff Distance, a similarity metric from the field of image recognition, in combination with a desirability function to obtain a utility function that gives the distance of a functional response outcome to its desired target.
  • Large discreet resource allocation: a hybrid approach based on dea efficiency measurement

    Gomes, Eliane Gonçalves; Mello, João Carlos Correia Baptista Soares de; Meza, Lidia Angulo

    Resumo em Português:

    A alocação de recursos é um dos problemas clássicos da Pesquisa Operacional. Neste artigo é proposto um modelo híbrido para alocar recursos, que faz uso de medidas de eficiência calculadas por Análise de Envoltória de Dados (DEA). São usados modelos DEA com Ganhos de Soma Zero como ponto de partida para reduzir o esforço computacional do algoritmo seqüencial para alocação de recursos discretos em DEA. A abordagem aqui proposta é aplicada a um exemplo numérico.

    Resumo em Inglês:

    Resource allocation is one of the traditional Operations Research problems. In this paper we propose a hybrid model for resource allocation that uses Data Envelopment Analysis efficiency measures. We use Zero Sum Gains DEA models as the starting point to decrease the computational work for the step-bystep algorithm to allocate integer resources in a DEA context. Our approach is illustrated by a numerical example.
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