Navegando por Autor "Gomes, Helton Cristiano"

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Uma abordagem simheuristic para resolver o problema de flowshop permutacional multiobjetivo.
(2022) Cota, Fernanda dos Reis; Vieira, Naiara Helena; Gomes Júnior, Aloisio de Castro; Gomes, Helton Cristiano; Reis, Allexandre Fortes da Silva
O problema de flowshop permutacional (pfsp) é amplamente estudado por ter vasta aplicação em problemas teóricos e reais. Neste artigo foi abordado a variante estocástica e multiobjetivo do pfsp, sendo os possíveis atrasos ocorridos durante o processo produtivo. Para tanto, é proposta uma abordagem híbrida que combina a versão multiobjetivo da meta-heurística variable neighborhood search (movns) e simulação, a fim de minimizar os valores esperados para makespan e atraso total. Um conjunto de soluções iniciais é gerado pela heurística neh e novas soluções não-dominadas são produzidas a partir de três estruturas de vizinhança: 1-point- move, 2-point-move e 3-point-move, e armazenadas em uma fronteira pareto. Após a aplicação do movns, um número de replicações é realizado modificando os parâmetros estocásticos obtendo as esperanças dos valores do makespan e atraso total. Os resultados computacionais mostram que o movns precisa de ajustes para permitir a obtenção mais consistente de soluções não-dominadas.
Abordagens simheurísticas para o problema de flow shop permutacional multiobjetivo.
(2022) Vieira, Naiara Helena; Gomes Júnior, Aloísio de Castro; Gomes, Helton Cristiano; Gomes Júnior, Aloísio de Castro; Gomes, Helton Cristiano; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Almeida, João Flávio de Freitas
O problema flow shop permutacional multiobjetivo (PFSP-MO) consiste no processamento de um conjunto de jobs em todas as máquinas do ambiente produtivo, de tal forma que dois ou mais objetivos sejam otimizados. Nesta pesquisa, o PFSP-MO considera parâmetros estocásticos, responsáveis por representar possíveis atrasos ocorridos durante o processamento, e possui como objetivo minimizar o atraso total, o makespan e a antecipação total esperados. Por se tratar de um problema de otimização multiobjetivo, os métodos aplicados para resolver o PFSP-MO não retornam apenas uma solução, mas sim um conjunto de soluções, as quais são avaliadas pelo conceito ótimo de Pareto. Inicialmente, o método ponderação dos objetivos foi aplicado ao PFSP-MO com dados determinísticos e executado em um conjunto de 80 instâncias adaptadas da literatura. Em seguida, foram propostas duas abordagens simheurísticas: Variable Neighborhood Search Multiobjetivo (MOVNS) e Pareto Iterated Local Search (PILS). Nas quais: a solução inicial é gerada pelo método Greedy Randomized Adaptive Seach Procedure e a busca local utiliza três estruturas de vizinhança: inserção, troca e three point move. Tanto no MOVNS quanto no PILS a simulação é aplicada de duas maneiras distintas. Primeiramente, uma simulação rápida é aplicada a todas as soluções pertencentes à Fronteira Pareto (FP). E posteriormente, uma simulação intensiva é aplicada nas soluções da FP elite. Os métodos propostos foram executados em 120 instâncias adaptadas da literatura. Os resultados encontrados pelos métodos foram comparados entre si pelas métricas de avaliação desempenho: número de soluções na FP, medida de cardinalidade, medida de distância média e máxima, taxa de erro e diferença de hipervolume. Por fim, os resultados encontrados pelas métricas foram estatisticamente avaliados pelo teste t a fim de comprovar a existência de diferença estatisticamente significativa entre os métodos em relação às métricas de avaliação de desempenho. Tanto o resultado das métricas de avaliação quanto da análise estatística apontam que o MOVNS se apresenta superior ao PILS.
Algoritmos de otimização multiobjetivo para o problema de sequenciamento de atividades em projetos de construção metálica.
(2012) Gomes, Helton Cristiano; Neves, Francisco de Assis das
Outro fato importante é a crescente utilização do aço na construção civil, substituindo materiais convencionais como o concreto. Esse fato se deve às vantagens estéticas e de qualidade que esse tipo de construção vem apresentando em diversos tipos de projetos. Porém, além dessas vantagens proporcionadas pela utilização de sistemas construtivos em aço, a redução do tempo e do custo de construção e o aumento da produtividade são fatores-chave para o seu sucesso. No entanto, para se alcançar esses fatores, as obras precisam ser muito mais controladas, o que significa projetos mais bem elaborados onde a tecnologia está sendo um diferencial para as empresas que investem nela. A falta e/ou mau planejamento e orientação no gerenciamento de projetos têm sido os principais responsáveis por problemas que ocorrem na construção civil. Um correto gerenciamento de projetos é capaz de propiciar a redução de prazos e custos, a melhor utilização dos recursos produtivos, a minimização de riscos e a redução de erros no processo produtivo. Diversas ferramentas podem ser utilizadas pela engenharia no auxilio à tomada de decisões relativas ao gerenciamento de projetos, dentre elas destaca-se a otimização, ainda pouco aplicada na construção civil. Vários problemas de otimização relacionados a projetos, que se enquadram em diversas aplicações reais, podem ser encontrados na literatura. Um importante exemplo é o problema de sequenciamento de atividades em projetos com restrições de recursos e de precedência (PSAPRRP), uma vez que o correto sequenciamento das atividades de um projeto resulta em um melhor aproveitamento dos recursos disponíveis e, consequentemente, ganho de produtividade e tempo. Neste trabalho, o PSAPRRP é abordado como um problema de otimização multiobjetivo, tendo como meta a minimização de dois critérios: a data de finalização do projeto e o somatório dos custos associados às datas de início de execução das atividades. Para a resolução do problema, são propostos cinco algoritmos multiobjetivos, baseados nos métodos Multi-objective GRASP (GMO), Multi-objective Variable Neighborhood Search (MOVNS) e Pareto Iterated Local Search (PILS). Os algoritmos propostos utilizam estratégias baseadas no conceito de dominância de Pareto para realizar a busca de soluções e determinar um conjunto de soluções não-dominadas próximo ao conjunto Pareto-ótimo, permitindo aos projetistas a escolha de uma solução que satisfaça seus interesses, tornando o projeto mais planejado e controlado. Os conjuntos de soluções não-dominadas obtidos pelos algoritmos, para um conjunto de instâncias adaptadas da literatura, são comparados utilizando quatro métricas de avaliação de desempenho: medidas de distância, diferença de hipervolume, epsilon e taxa de erro. Foram realizados, também, experimentos estatísticos para comprovar a existência de diferença significativa entre os algoritmos propostos com relação às métricas utilizadas. Por fim, com o intuito de exemplificar a aplicação dos cinco algoritmos, é proposto um exemplo fictício e simplificado de um projeto de construção civil utilizando estruturas metálicas. Com base nos resultados obtidos pelos algoritmos para dois cenários do exemplo, é apresentada uma análise acerca da influência da disponibilidade de recursos com relação aos objetivos adotados.
Análise da produção científica no contexto de aplicações das tecnologias da Indústria 4.0 na construção civil.
(2022) Souza, Rodrigo Vieira de; Gomes, Helton Cristiano; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Gomes, Helton Cristiano; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Souza, Clarisse da Silva Vieira Camelo de; Russo, Mário Luís Cabello
A indústria da construção civil possui relevante participação na economia de um país. Porém, nota-se que é um setor que apresenta custos elevados com desperdícios, atrasos na entrega das obras e retrabalhos nos processos produtivos. Por outro lado, os conceitos da Indústria 4.0 propõem mudanças radicais para os diferentes tipos de sistemas produtivos através de sistemas altamente automatizados e robotizados trazendo elevada e eficiente troca de dados e utilização de recursos que prometem segurança da informação, constante melhoria no processo, alta produtividade e rapidez de resposta nos processos produtivos. Observa-se uma crescente aplicações de tecnologias advindas da Industria 4.0 dentro do contexto da construção civil, buscando aprimorar processos e reduzir custos. Neste contexto, o presente estudo apresenta uma revisão sistemática de literatura (RSL) e posteriormente, uma análise bibliométrica, seguida de uma adaptação da matriz QFD para a classificar as informações encontradas em trabalhos acadêmicos sobre o tema em questão. Para a elaboração da pesquisa, considerou-se as produções científicas e comunicações publicadas no período de 2015 a 2020. As bases de dados consideradas foram Scopus, Web of Science, CAPES e Microsoft Academic. Os resultados indicam uma predominância de publicações em países como Estados Unidos, China, Austrália, Itália, Reino Unido e Malásia. Sugere-se que as políticas públicas dos países citados sejam impulsionadoras do elevado número de publicações, o que, por consequência, parece contribuir para uma maior inserção de tecnologias da Indústria 4.0 no setor da construção civil. Regiões como a América do Sul e boa parte da África apresentam baixo número de publicações, sendo que algumas destas publicações abordam justamente as dificuldades de implementação destas tecnologias nestes países, como problemas enfrentados no que diz respeito a cibersegurança, aspectos culturais e baixo investimento e desenvolvimento em tecnologias.
Análise do SAMU de Ouro Preto e Mariana : uma abordagem utilizando o modelo hipercubo de filas integrado à metaheurística VNS.
(2021) Lopes, Ramon Sávio Moreira; Rodrigues, Lásara Fabrícia; Gomes, Helton Cristiano; Rodrigues, Lásara Fabrícia; Gomes, Helton Cristiano; Morabito, Reinaldo; Cruz, Frederico Rodrigues Borges da
Diariamente, indivíduos são submetidos a situações em que serviços básicos de saúde precisam ser requisitados. Um importante exemplo é o Serviço de Atendimento Móvel de Urgência (SAMU). Para que o SAMU mantenha ou melhore o nível do seu serviço, o tempo entre o recebimento da ocorrência e a chegada da unidade ao local da mesma deve ser o menor possível. Nesse trabalho foi desenvolvida uma ferramenta que incorporou o Modelo Hipercubo de Filas (MHF) à meta-heurística Variable Neighborhood Search (VNS), permitindo analisar as particularidades das políticas de despacho e localização dos servidores. O MHF trata do planejamento de sistemas de atendimento nos quais servidores se deslocam até clientes para prestar serviços e a escolha do VNS justifica-se por sua extensa utilização na resolução de diversos tipos de problema de localização. O Algoritmo VNS/MHF elaborado foi utilizado para otimizar a localização das ambulâncias do SAMU de Ouro Preto e Mariana (SAMU-OP/MA). Para isso, foram utilizados os dados de atendimento do ano de 2017. Os resultados da implementação do Algoritmo VNS/MHF impactaram positivamente o desempenho do sistema estudado, além de possibilitar a avaliação de cenários alternativos de configuração do sistema (aumento de demanda e diminuição de servidor) e análise de regulamentações específicas (brasileira e internacional). Adicionalmente, o Algoritmo VNS/MHF foi testado utilizando um cenário fictício de maior porte, mostrando a aplicabilidade da ferramenta para tratar problemas de maior escala.
Análise do Serviço de Atendimento Médico de Urgência nos municípios de Ouro Preto e Mariana, Minas Gerais, Brasil.
(2021) Lopes, Ramon Sávio Moreira; Morais, Thaíse Regina Matos de; Castro, Arthur Piassi Dias de; Motta, Dênisson Pierre Silva; Pinheiro, Ruan Carlos Silva Menezes; Gualberto, Carolina Reis; Gomes, Helton Cristiano; Gomes Júnior, Aloísio de Castro; Rodrigues, Lásara Fabrícia
Esse artigo apresenta uma análise do Serviço de Atendimento Médico de Urgência de Ouro Preto e Mariana, Minas Gerais, considerando a distribuição temporal e espacial dos chamados, o serviço prestado pelas ambulâncias e a descentralização de ambulância. Para tanto, foram coletados dados do ano de 2017, os quais foram analisados a partir de técnicas de Estatística Descritiva descritas ao longo do estudo. Os resultados sugerem maior congestionamento do sistema entre o final da manhã e início da noite, entretanto, não foi observada diferença estatística ao longo dos meses, semanas e dias da semana. Em relação à localização geográfica, foi observada significativa correlação entre a população e os chamados em cada localidade. O tempo de resposta nas localidades foram significativamente diferentes, especialmente ao comparar distritos e sedes de municípios. A descentralização de ambulância melhorou os indicadores ao analisar o sistema como um todo, mesmo com piora no desempenho em algumas regiões. Por exemplo, o tempo médio de resposta do sistema passou de 16,48 para 16,07 minutos após a mudança, mesmo com significativo aumento observado no número de chamados no sistema. Os resultados obtidos podem ser utilizados para subsidiar futuras ações dos gestores do sistema de forma a melhorar o serviço oferecido à população.
Análise estatística da produção de cimento no Brasil e sua relação com o PIB da construção civil.
(2021) Souza, Ana Carolina Rodrigues da Rocha; Gomes, Helton Cristiano; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Gomes, Helton Cristiano; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Souza, Clarisse da Silva Vieira Camelo de; Muniz, Leandro Reis
A Indústria da Construção Civil (ICC) possui considerável participação no PIB brasileiro. O PIB deste setor mantém-se, geralmente, acima dos 5% ao ano, o que resulta em um forte impacto na economia do país. Como há elevada necessidade de mão de obra e insumos, a ICC gera renda devido à oferta de empregos e movimenta a economia dos demais setores. O cimento é um recurso altamente utilizado na construção civil, sendo empregado em quase todas as obras de infraestrutura. Devido ao fato de ser o principal componente do concreto, faz com que este insumo seja amplamente utilizado, com isso, ocupa o segundo lugar entre os materiais mais utilizados no mundo, perdendo apenas para a água, e o Brasil encontra-se entre os 10 maiores produtores deste insumo. Estudos têm mostrado como os dados desempenham papel fundamental dentro de uma organização, oferecendo insights capazes de auxiliar nas tomadas de decisões estratégicas, assegurando competitividade no mercado. As organizações geram com alta velocidade, grandes volumes de dados que não possuem padrões em sua estrutura e podem ser captados em tempo real. Porém, esses dados tornam-se inúteis caso informações valiosas não sejam extraídas, fazendo-se necessária a utilização da Mineração de Dados (MD) e da Aprendizagem de Máquina (AM), que possuem métodos capazes de identificar padrões e correlações, realizar associações e fazer predições. Essa dissertação teve como objetivo avaliar o comportamento da produção de cimento no Brasil, baseando-se em seus dados históricos. Com isso foi possível identificar tendências e períodos de sazonalidade na série temporal (ST), bem como fazer previsões para períodos futuros. Feito isso, analisouse a existência de correlação entre a produção de cimento e o PIB da ICC no Brasil, sendo essa hipótese confirmada por testes estatísticos. Dada a forte correlação positiva entre as ST´s, foi possível propor modelos de AM para tentar predizer o PIB da ICC com base na produção anual de cimento no Brasil. Os modelos utilizados mostraram-se eficientes, apresentando elevada acurácia, isto é, coeficientes de determinação superiores a 80%. Com base nos erros de previsão, foi possível concluir que os métodos de Ensemble Learning melhor se adaptaram aos dados, com destaque para o Random Forest. Os resultados obtidos podem auxiliar os gestores da ICC a tomarem melhores decisões, permitindo a eles prepararem-se para as oscilações do mercado.
Estudo de viabilidade técnica e econômica do refino primário para uma mini-aciaria de 150.000 toneladas.
(2016) Salles Júnior, Sinésio; Assis, Paulo Santos; Murta, Jorge Luiz Brescia; Assis, Paulo Santos; Assis, Carlos Frederico Campos de; Nascimento, Leandro Miranda; Gomes, Helton Cristiano
Com o intuito de estabelecer diretrizes para a otimização da implantação de um novo refino primário, propomos o estudo de viabilidade a partir da análise comparativa de aspectos técnicos e econômicos de três tipos de fornos: o Forno a Arco Elétrico - FEA, o Forno de Indução - FI e o Forno de Energia Otimizada - EOF. Além da pesquisa em literatura especializada, foram também de grande importância as visitas feitas em renomadas empresas do setor. O forno a arco elétrico é um equipamento muito versátil para a produção de aço, permitindo produzir praticamente qualquer tipo de aço. Já o forno de indução consiste basicamente num transformador com o secundário em curto-circuito, e é hoje em dia bastante usado para a fusão de metais. O forno de energia otimizada, é um forno de refino associado com sucata pré-aquecida, trabalhando com sopro submerso de oxigênio, que reage com o carbono do ferro gusa e silício, transferindo uma porção de calor para o banho e gerando a formação de escória. Foi feito o estudo técnico e econômico, e estabelecemos planilhas a partir de preços e valores de consumo usuais. Após a realização de várias análises, concluiuse pela solução com o Forno a Arco Elétrico - FEA.
Uma heurística ILS para a resolução do problema de roteamento de veículos com frota heterogênea.
(2022) Vieira, Naiara Helena; Cota, Fernanda dos Reis; Gomes Júnior, Aloisio de Castro; Gomes, Helton Cristiano; Reis, Allexandre Fortes da Silva
O problema de roteamento de veículos com frota heterogênea (PRVFH) é um problema de otimização combinatória que, devido à variação na capacidade dos veículos, ao número de restrições e ao número de clientes a serem visitados, apresenta elevada complexidade computacional. O objetivo principal do PRVFH é determinar o melhor conjunto de rotas possível que os veículos possam percorrer entre o depósito e os clientes, observando a capacidade de cada veículo. O presente trabalho apresenta uma abordagem utilizando a metaheurística Iterated Iocal Search (ILS) para resolução do PRVFH. A solução inicial é obtida pelo procedimento de economias (Clarke-Wright). Como métodos de busca local, foram adotados os movimentos two-opt e two-point-move para melhorar as soluções. Os resultados, quando comparados a solução inicial obtida usando a heurística de ClarkeWright, chegaram a melhorias de até 23%, com tempos computacionais abaixo de sete segundos. O método foi aplicado a 27 instâncias encontradas na literatura e adaptadas para o problema com variação de 32 a 80 clientes.
Iterated local search aplicado ao problema de roteamento de veículos com coleta e entrega simultânea, janela de tempo e frota heterogênea.
(2021) Oliveira, Joao Paulo Franca; Gomes, Helton Cristiano; Gomes Júnior, Aloísio de Castro; Gomes, Helton Cristiano; Gomes Júnior, Aloísio de Castro; Francisco Neto, Antônio; Reis, Allexandre Fortes da Silva
O problema de roteamento de veículos com coleta e entrega simultânea, janela de tempo e frota heterogênea (PRVCESJTFH) possui grande relevância no contexto logístico, uma vez que engloba particularidades inerentes a atividades de logística reversa. Em um PRVCESJTFH, deve-se determinar o conjunto de rotas com o menor custo possível, respeitando a janela de tempo estabelecida pelos clientes enquanto coleta e entrega mercadorias sem ultrapassar a capacidade dos veículos. Visto que o problema de roteamento de veículos é considerado NP-difícil na sua forma mais simples, o PRVCESJTFH também pode ser considerado pois apresenta mais restrições que tornam sua resolução ainda mais difícil. Para solucioná-lo, utilizou-se a meta-heurística Iterated Local Search (ILS). Para validar o método, foram realizados experimentos computacionais utilizando instâncias encontradas na literatura e adaptadas ao problema estudado, e, os resultados foram comparados com os obtidos por um modelo matemático de programação linear inteira. Por fim, foram realizado um teste estatístico com o intuito de verificar a existência de diferença significativa entre as soluções encontradas pelo ILS e o modelo matemático. Comprovou-se que o ILS apresentou um desempenho eficaz na resolução do PRVCESJTFH. Em seguida, o ILS foi aplicado a uma instância real obtida por uma empresa de distribuição de bebidas na região do Vale do Aço. O resultado obtido através da aplicação do ILS foi capaz de melhorar a solução anteriormente utilizada pela empresa.
Método heurístico para o dimensionamento de pilares planos treliçados constituídos por perfis metálicos tubulares circulares.
(2020) Rezende, Aristóteles Rafael Braga da Silva; Gomes, Helton Cristiano; Gomes Júnior, Aloísio de Castro; Gomes, Helton Cristiano; Gomes Júnior, Aloísio de Castro; Souza, Flávio Teixeira de; Rodrigues, Lásara Fabrícia
Tratando-se de estruturas metálicas, a utilização de elementos treliçados em substituição a perfis de alma contínua representa, essencialmente, a busca por uma solução estrutural mais eficiente, mais leve e mais econômica, sobretudo no que tange ao consumo de materiais. As treliças são elementos estruturais compostos por barras conectadas em suas extremidades por articulações, supostamente sem atrito. Em geral, são formadas por associações de triângulos contíguos, tomando partido da geometria destes, invariavelmente estável e rígida, visto que é a única forma poliédrica que não pode alterar sua forma sem igualmente alterar o comprimento de seus lados. Tem-se ainda que, se treliças idealmente articuladas forem carregadas apenas em seus nós, não há transmissão de momentos, sendo transmitidos apenas esforços axiais de tração e compressão, os dois esforços mais favoráveis à estabilidade estrutural. Esta combinação de fatores permite a formação de estruturas mais esbeltas e estruturalmente eficientes. Sendo as treliças uma combinação de perfis, o uso de perfis metálicos de seção tubular circular como elemento básico representa mais um passo em direção à eficiência estrutural, uma vez que este tipo apresenta maior raio de giração perante a perfis metálicos de seção aberta com mesma área de seção transversal, o que proporciona maior rigidez a torção e maior estabilidade lateral, uma vantagem, sobretudo em situações onde predominam esforços axiais. No que tange a pilares, mais especificamente aqueles submetidos a grandes esforços solicitantes, o uso de treliças metálicas representa uma solução de menor consumo de materiais e proporciona a formação de estruturas mais leves, rígidas e eficientes quando comparada a soluções estruturais que utilizem perfis singulares, elementos únicos de alma cheia, laminados ou soldados. Neste contexto de busca por eficiência estrutural, partindo das diretrizes de carregamento permanente e variável, segundo o que determinam as normas brasileiras ABNT NBR6120:1980 e ABNT NBR6123:1988 e utilizando os conceitos e critérios de dimensionamento definidos pelas normas ABNT NBR 8681:2003 e ABNT NBR8800:2008, foi desenvolvido nesse trabalho um método heurístico para dimensionar pilares metálicos planos treliçados, tendo por objetivo a minimização do consumo de materiais, reduzindo, consequentemente, o peso e o custo dessas estruturas. Para isso foi utilizada uma adaptação do método clássico da descida. Visando testar e validar o método proposto, foram utilizadas, em estudos de casos, 4 (quatro) estruturas encontradas na literatura.
Métodos meta-heurísticos para o problema de localização de máxima cobertura multiobjetivo.
(2022) Pinheiro, Ruan Carlos Silva Menezes; Gomes, Helton Cristiano; Gomes Júnior, Aloisio de Castro; Gomes, Helton Cristiano; Gomes Júnior, Aloisio de Castro; Guimarães, Irce Fernandes Gomes; Klen, André Monteiro
A definição da melhor localização para uma instalação é uma decisão estratégica desafiante para os gestores de organizações públicas e privadas, vistos os inúmeros benefícios que uma decisão adequada pode gerar. A correta localização de uma ou mais instalações pode proporcionar vantagens competitivas para as organizações através da proximidade com clientes/fornecedores e de fontes de recursos, bem como com a redução de alguns custos operacionais e logísticos. Ela pode implicar, também, no melhor atendimento da demanda dos clientes. Porém, a decisão de localização requer inúmeros estudos específicos e necessita da utilização de algum tipo de ferramenta para auxiliar na análise das alternativas. Visando auxiliar os gestores das organizações na determinação da localização de instalações, tornando a tomada de decisão mais adequada, este trabalho tem como objetivo desenvolver métodos para a resolução do problema de localização de máxima cobertura formulado como um problema de otimização multiobjetivo (MO-PLMC). Problemas de localização tratam de decisões sobre a obtenção da melhor configuração para a instalação de uma ou mais facilidades, visando atender com qualidade a demanda de uma população, com o menor custo possível. O MO-PLMC será abordado buscando a otimização de dois objetivos: a maximização da demanda atendida e a minimização do custo de instalação das facilidades. Na resolução de um problema de otimização multiobjetivo é determinado um diagrama de Pareto, onde cada ponto representa uma solução Pareto-ótima. Porém, a construção do diagrama pode ser muito complexa, dependendo da natureza do problema a ser resolvido. Visto isso, foram implementados e testados dois métodos meta-heurísticos, baseados no Greedy Randomized Adaptive Search Procedure e no Variable Neighborhood Search, para gerar conjuntos de soluções Pareto-ótimas para o MO-PLMC. Para avaliar a eficiência dos métodos, os conjuntos de soluções Pareto- ótimas obtidos através da utilização de instâncias geradas como proposto na literatura, e adaptadas para a otimização multiobjetivo, foram comparados através de três métricas de avaliação de desempenho: medidas de distância, diferença de hipervolume e taxa de erro. Foram realizados, também, experimentos estatísticos com o intuito de comprovar a existência de diferença significativa entre os métodos com relação às métricas utilizadas. Para isso foi utilizado o teste estatístico t de Student, adequado para a comparação de duas populações. Com base nos experimentos computacionais, concluiu-se que o MOVNS foi superior ao GMO, para todas as instâncias, em relação às três métricas.
Multi-objective metaheuristic algorithms for the resource-constrained project scheduling problem with precedence relations.
(2014) Gomes, Helton Cristiano; Neves, Francisco de Assis das; Souza, Marcone Jamilson Freitas
This study addresses the resource-constrained project scheduling problem with precedence relations, and aims at minimizing two criteria: the makespan and the total weighted start time of the activities. To solve the problem, five multi-objective metaheuristic algorithms are analyzed, based on Multi-objective GRASP (MOG), Multi-objective Variable Neighborhood Search (MOVNS) and Pare to Iterated Local Search (PILS) methods. The proposed algorithms use strategies based on the concept of Pare to Dominance to search for solutions and determine the set of non-dominated solutions. The solutions obtained by the algorithms, from asset of instances adapted from the literature, are compared using four multi-objective performance measures: distance metrics, hyper volume indicator, epsilon metric and error ratio. The computational tests have indicated an algorithm based on MOVNS as the most efficient one, compared to the distance metrics; also, a combined feature of MOG and MOVNS appears to be superior compared to the hyper volume and epsilon metrics and one based on PILS compared to the error ratio. Statistical experiments have shown a significant difference between some proposed algorithms compared to the distance metrics, epsilon metric and error ratio. However, significant difference between the proposed algorithms with respect to hyper volume indicator was not observed.
Núcleo dos jogos cooperativos e alianças em jogos de votação com peso múltiplos com restrições na coalizão : uma abordagem via álgebra não-linear e análise de partição de MacMahon.
(2022) Martins, Fernanda Stefane; Francisco Neto, Antônio; Francisco Neto, Antônio; Gomes, Helton Cristiano; Oliveira, Adélcio Carlos de
Neste trabalho, apresentamos uma nova condição algébrica necessária e suficiente para que o núcleo dos jogos cooperativos seja não-vazio. Nossa abordagem é baseada em álgebra não-linear e compreende o uso de uma versão do Lema de Farkas que atesta a existência do núcleo por um sistema quadrático de equações polinomiais juntamente com uma base de Gröbner do ideal associado ao sistema acima mencionado. Para mostrar a utilidade da abordagem introduzida aqui, mostramos que jogos de mercado abstrato com quatro ou menos jogadores têm núcleo não-vazio. Também construímos uma função geratriz generalizada para descrever a aliança de Jogos de Votação com Peso Múltiplos no sentido de Felsenthal e Machover, incluindo restrições na formação de coalizões. Nossa principal ferramenta técnica compreende o cálculo Omega; ou seja, uma abordagem de operador para descrever soluções de sistemas diofantinos lineares por meio de funções geratrizes. Nosso trabalho generaliza e unifica o trabalho de Felsenthal e Machover e Neto e é vantajoso do ponto de vista computacional. Assim, este trabalho abre caminho para computar aliança em Jogos de Votação com Peso Múltiplos usando um pacote computacional simbólico, desenvolvido por Andrews, Paule e Riese, que implementa o cálculo Omega no Mathematica.
O problema de designação de locais de armazenagem : aplicação em uma empresa do setor de agronegócio.
(2015) Gomes, Helton Cristiano; Silva, Letícia M. da; Sousa, Amanda G.; Peixoto, Maria Gabriela M.
O presente trabalho tem por objetivo propor um esquema eficiente de armazenagem para uma empresa do setor de agronegócio. A empresa estudada localiza-se na região do Alto Paranaíba–MG e, atua no ramo de exportação de grãos de café. Um sistema de armazenagem eficiente pode proporcionar uma melhoria na ocupação do espaço e na utilização dos recursos operacionais e do tempo do pessoal, além de facilitar no processo de separação de pedidos. Para isso, o problema foi modelado matematicamente como um problema de designação de locais de armazenagem (Storage Location Assignment Problem – SLAP), buscando a minimização dos custos de manuseio e a maximização da utilização do espaço e da eficiência do armazenamento. O modelo utilizado, com os dados coletados na empresa, foi resolvido utilizando o solver CPLEX versão 12.1. O novo cenário de armazenagem proposto pela resolução do modelo foi comparado com o cenário atual da empresa e, diversas vantagens foram observadas.
Sistema logístico reverso aplicado a planta de processamento de rejeitos de barragem de minério de ferro.
(2018) Araújo, Samantha Rodrigues de; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Rodrigues, Lásara Fabrícia; Gomes, Helton Cristiano; Rosa, Germano Mendes; Peixoto, Ricardo André Fiorotti; Rodrigues, Lásara Fabrícia
Nas atividades inerentes a mineração, ocorre uma elevada geração de materiais de baixo ou nenhum valor econômico, cuja destinação impacta de maneira direta na viabilidade do seu reaproveitamento. Os principais materiais gerados são os estéreis e os rejeitos, sendo os estéreis provenientes das atividades de extração do minério e os rejeitos gerados pelas usinas de beneficiamento. Geralmente, os estéreis são dispostos em pilhas e os rejeitos são armazenados em barragens (na forma de lama). Estudos recentes apontam que a extração e o beneficiamento de minérios com baixa qualidade aumentará nos próximos anos, elevando, portanto, a geração de resíduos. Somente em 2017, aproximadamente 229 milhões de toneladas de rejeitos de minério de ferro foram produzidos no Brasil. Portanto, sem a devida destinação final, esses resíduos causam impactos ambientais, econômicos e sociais, fato que tem motivado o desenvolvimento de estudos com o intuito de encontrar possíveis alternativas de reaproveitamento para estes materiais. Diante disso, a logística reversa se apresenta como uma importante ferramenta, já que auxilia no dimensionamento adequado dos recursos logísticos necessários por transportar o rejeito do local onde se encontra armazenado até o local em que será reaproveitado. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo, dimensionar e comprovar a viabilidade econômica de um sistema logístico reverso responsável por transportar o rejeito armazenado em uma planta de processamento de rejeitos de barragem de minério de ferro até o local da construção de uma pavimentação rodoviária, onde será utilizado como matéria prima para infraestrutura. Como resultado, o sistema logístico foi dimensionado considerando as restrições de capacidade dos recursos e limitações operacionais e sua viabilidade econômica de implementação foi comprovada.
A statistical analysis of the relationship of civil construction GDP to cement production in Brazil.
(2022) Souza, Ana Carolina Rodrigues da Rocha; Gomes, Helton Cristiano; Guimarães, Irce Fernandes Gomes
The ICC plays an important role in the Brazilian economy. This participation in the country's GDP remains, on average, above 5% per year. Cement, one of the main resources in this context, is used in almost all types of constructions in the country. The Brazil are among the 10 largest producers in the world and cement be the main component of concrete, makes widely used. The generation of different data is the starting point for decisions, optimization and forecasting of the activities of this communication network. To transform this data into information, many institutions use with tools such as Data Science. In this sense, this article presents the result of analysis of the behavior of cement production in Brazil, based on results generated through Machine Learning. Trends and seasonality periods were identified, as well as prediction models for future periods were proposed. Verified the existence of a strong positive correlation between cement production and the ICC GDP in Brazil. Machine Learning models were proposed and compared to predict the ICC GDP based on the annual cement production in Brazil, which showed high accuracy. It was concluded that the Ensemble Learning methods adapted better to the data, especially Random Forest.
Utilização de moinha de biorredutor e pneu inservível na produção de coque metalúrgico.
(2016) Silva, Guilherme Liziero Ruggio da; Assis, Paulo Santos; Zymla, Victor; Assis, Paulo Santos; Lemos, Leandro Rocha; Castro, Fernando Andrade de; Murta, Jorge Luiz Brescia; Gomes, Helton Cristiano
O coque é um produto intermediário numa usina integrada, produzido a partir de misturas de carvões metalúrgicos, formuladas para atender tanto as condições operacionais do processo de coqueificação como os requisitos de qualidade do processo de produção de gusa. No atual cenário acirrado de competitividade, umas das linhas para redução do custo da mistura de carvões é o desenvolvimento de matérias-primas alternativas nacionais que minimizem o custo do coque, e consequentemente, do gusa. A utilização de pneus inservíveis na mistura de carvões sugere uma rota de destinação ecologicamente correta a fim de mitigar o impacto causado pelo acúmulo de pneus no meio ambiente, além de uma alternativa para redução de custos de produção do coque metalúrgico. Por outro lado, o Brasil é o maior produtor mundial de carvão vegetal, produzido a partir do processo de carbonização da madeira. Em sua produção, por ser um material muito friável, desde sua obtenção nas carvoarias até seu efetivo consumo nos Altos-Fornos, gera-se 25% deste combustível com granulometria abaixo de 9mm, conhecida como moinha de carvão vegetal. Neste contexto, o presente trabalho avaliou a adição de pneus inservíveis e moinha de carvão vegetal como aditivos alternativos e inovadores nas misturas de carvões para produção de coque metalúrgico. Foram realizados enfornamentos, em escala piloto, com pneu moído em 4 níveis e 3 granulometrias, com objetivo de avaliar o impacto sobre a qualidade do coque, especialmente sobre a Resistência após reação com CO2 (CSR) e a Resistencia mecânica a frio (DI 150-15). Adicionalmente, avaliou-se a resistência mecânica à compressão, além da análise da interface pneu-matriz carbonosa através da microscopia eletrônica de varredura (MEV). Também foram analisados os impactos sobre a qualidade do coque metalúrgico causados pela adição de carvão vegetal em 4 níveis e 2 granulometrias. Os resultados mostraram a viabilidade técnica da adição de até 3% do pneu médio (20-30mm) com a malha de aço, com significativa elevação da resistência mecânica a frio do coque e que a adição da biomassa de moinha de carvão vegetal, com 70% < 2,83mm e em até 2% é tecnicamente viável, além de contribuir para a o balanço de emissões de CO2 na produção do ferro gusa.