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Mine planning is developed considering economic variables, grades, lithology, spatial position. These variables are used to determine the final pit limit and sequencing of operations. Normally, only the variables related to the grade are exhaustively sampled. The other variables are configured with average values. Multivariate statistical techniques make it possible to determine the variables with the greatest impact. Using a geological model of copper and gold, the final pit and mining sequencing will be determined using the Lerchs-Grossmann algorithm. The resulting block model will be evaluated for non-standard variables in the population. The population elements were standardized and properly transformed into continuous variables. The principal component analysis technique will be used to determine the most important variables of the mine and final pit sequencing. The objective of this work is to determine the most influential variables in determining the final pit and mining sequencing. Mine planning tools only present the end result of planning. They do not point out the most sensitive variables. It is important to determine the variables in which a small change in value is capable of turning a mined block into barren. The work confirmed the importance of economic variables related to the benefit function, however, it quantified that the spatial positioning of the block has similar importance to some economic variables. La planificación de la mina se desarrolla considerando variables económicas, leyes, litología, posición espacial. Estas variables se utilizan para determinar el límite final del tajo y la secuencia de operaciones. Normalmente, sólo se muestrean exhaustivamente las variables relacionadas con el grado. Las demás variables se configuran con valores medios. Las técnicas estadísticas multivariantes permiten determinar las variables de mayor impacto. Utilizando un modelo geológico de cobre y oro, la secuencia final del tajo y la extracción se determinará utilizando el algoritmo de Lerchs-Grossmann. El modelo de bloques resultante se evaluará para variables no estándar en la población. Los elementos de la población fueron estandarizados y debidamente transformados en variables continuas. La técnica de análisis de componentes principales se utilizará para determinar las variables más importantes de la secuenciación de la mina y el tajo final. El objetivo de este trabajo es determinar las variables más influyentes en la determinación del rajo final y la secuenciación del minado. Las herramientas de planificación minera solo presentan el resultado final de la planificación. No señalan las variables más sensibles. Es importante determinar las variables en las que un pequeño cambio de valor es capaz de convertir un bloque minado en estéril. El trabajo confirmó la importancia de las variables económicas relacionadas con la función de beneficio, sin embargo, cuantificó que el posicionamiento espacial de la manzana tiene una importancia similar a algunas variables económicas. O planejamento de mina é desenvolvido considerando variáveis econômicas, teores, litologia, posição espacial. Estas variáveis são utilizadas para determinar o limite final de cava e sequenciamento das operações. Normalmente são amostradas exaustivamente somente as variáveis relacionadas ao teor. As demais variáveis são configuradas com valores médios. As técnicas de estatística multivariada permitem determinar as variáveis de maior impacto. Utilizando um modelo geológico de cobre e ouro será determinado a cava final e sequenciamento de lavra utilizando o algoritmo de Lerchs-Grossmann. O modelo de blocos resultante será avaliado quanto as variáveis fora do padrão da população. Foram padronizados e transformados em variáveis contínuas adequadamente os elementos da população. Será utilizado a técnica de análise de componentes principais para determinar as variáveis mais importantes do sequenciamento de lavra e cava final. O objetivo deste trabalho é determinar as variáveis mais influentes na determinação de cava final e sequenciamento de lavra. As ferramentas de planejamento de mina apenas apresentam o resultado final do planejamento. Não apontam as variáveis mais sensíveis. É importante determinar as variáveis em que uma pequena variação no valor é capaz de transformar um bloco minerado em estéril. O trabalho confirmou a importância das variáveis econômica relacionadas a função benefício, entretanto quantificou que o posicionamento espacial do bloco possui importância semelhante a algumas variáveis econômicas.

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Dissertação de mestrado em Engenharia de Sistemas, A presente dissertação, apresentada à Escola de Engenharia da Universidade do Minho, serve para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Sistemas. Este projeto teve por base um estágio na empresa Norprint, Artes Gráficas, S.A. O principal objetivo deste trabalho foi a elaboração de um estudo sobre regras de escalonamento bem como a análise e otimização (através da simulação) dos processos na secção de impressão da empresa. Esta dissertação iniciou-se com uma revisão da literatura sobre sistemas de produção bem como o seu planeamento com diversos procedimentos otimizadores. Foi ainda abordado o tema de simulação e da sua integração com os métodos produtivos. O estudo da empresa foi iniciado realizando uma breve apresentação da mesma assim como os processos do seu sistema produtivo, identificando aspetos que poderiam ser melhorados. Após a elaboração de uma análise crítica à empresa, definiu-se o modelo de simulação a testar, de modo a validar um novo método produtivo para a empresa. Para a obtenção de uma solução viável para a empresa, foram usados diferentes métodos de controlo de atividade produtiva de modo a testar qual deles poderia trazer mais rendimento para a empresa. Foram usados e simulados dois dias de trabalho como exemplo e foram alterados os seus modos de produção (segundo os mecanismos do controlo da atividade produtiva), para obtenção dos seus resultados. No decorrer da análise dos resultados, o mecanismo CONWIP obteve maior rendimento comparativamente ao método Routing Group e Casos Reais. Dentro do mecanismo CONWIP, o método “Largest Value First”, mostrou superioridade relativamente aos métodos “Short Value First” e “First In First Out”, ao produzir maior quantidade, com a mesma qualidade num menor intervalo de tempo. A aplicação deste novo procedimento na Norprint poderá a ajudar a aumentar e a melhorar a produção, pois visa a eliminação de custos no mesmo horizonte temporal e ainda sem a utilização de recursos adicionais., The present dissertation, presented to the School of Engineering of the University of Minho, serves to fulfil the requirements needed to obtain a master’s degree in Systems Engineering. This project was based on an internship at the company Norprint, Artes Gráficas, SA. The main objective of this work was the elaboration of a study on scheduling rules as well as the analysis and optimization (through simulation techniques) of the processes involved in the printing sector of the organization. This dissertation began with a review of the literature on production systems as well as its planning with various optimization procedures. Ultimately, approaching the theme of simulation and its integration with productive methods. After a carefully diagnostic to the company, was done a brief presentation of the company as well as the processes of its productive environment and identifying aspects that could be improved. From this critical analysis, a simulation model to be tested was defined, in order to validate a new productive method for the company. To obtain a viable solution for the company, different methods of controlling productive activity were used to test which one could bring more income to the company. Two working days were presented and simulated. Also, their modes of production (according to the production control mechanisms) were changed to obtain results. During the analysis of the outcomes, the CONWIP mechanism obtained a higher performance compared to the Routing Group and Real Cases methods. Within the CONWIP mechanism, the "Largest Value First" method showed superiority over the "Short Value First" and "First In First Out" methods, by producing more quantity, with the same quality in a shorter period of time. According to the results obtained, the application of this new procedure within Norprint can help to increase and improve production, as it aims to eliminate costs in equal time horizon and without using any additional resources.

Mestrado em Métodos Quantitativos para a Decisão Económica e Empresarial Neste trabalho final de mestrado é relatado o estágio curricular na ASA, S.A. - Empresa Nacional de Aeroportos e Segurança Aérea, no âmbito da conclusão do mestrado, com o objetivo de aplicar e desenvolver conhecimentos adquiridos no mestrado. Durante o estágio abordou-se o problema de escalonamento dos bombeiros aeronáuticos no Aeroporto Internacional Amílcar Cabral através do desenvolvimento de uma ferramenta automatizada para o escalonamento de pessoal. Para além desta tarefa, estudou-se o dimensionamento de pessoal nos turnos dos serviços ligados ao tráfego de acordo com os turnos de maior ou menor movimento de aeronaves no aeroporto e no espaço aéreo cabo-verdiano. Realizaram-se também variados trabalhos de análise estatística e financeira. Propõe-se uma diferente distribuição de operacionais pelos turnos, de acordo com o movimento nestes respetivos turnos e para o problema de escalonamento desenvolveu- -se uma ferramenta automatizada baseada no modelo de cobertura para o escalonamento dos bombeiros no Serviço de Operações de Socorro e Salvamento (SOSS). Foram realizados vários testes computacionais deste modelo de escalonamento com dados reais recorrendo ao OpenSolver no Excel. Estes testes permitiram obter várias soluções viáveis para o escalonamento mensal do pessoal em muito pouco tempo computacional. A ferramenta já está a ser usada na automatização de escalonamento dos bombeiros aeronáuticos no SOSS do referido aeroporto da ilha do Sal. The current page contains a summary of internship program carried out at ASA, S.A. - Empresa Nacional de Aeroportos e Segurança Aérea, as part of the master degree program. The knowledge acquired in the master's program remained at the core of the whole internship program with the purpose of further enhancement and use. During the internship, the issue of airport firefighters work schedules was addressed aiming at establishing an automated staff scheduling tool for Aeroporto Internacional Amílcar Cabral in Sal island. Moreover, staff sizing per shift was also addressed with an emphasis on adjusting staff number to different traffic amount in airport and Flight Information Region (FIR) Oceânica do Sal. Several statistics and financial analyses were also carried out. In line with a staff allocation scheme based on a need basis to different traffic amount and as a means to settle the staff sizing and roster issue, an automated tool was developed for rescue and fire fighting services at airports (SOSS). A number of computer-based tests were carried out with real data made available and entered to OpenSolver on Excel. In a very short computing time the output showed optimum working solutions for a monthly staff scheduling. The tool is currently being used in the management of SOSS. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Este trabalho apresenta o problema de Flow Line Misto para a Programação da Produção em Scheduling. Problemas da produção tem sido vastamente estudado dada sua usabilidade em todo o tipo de linha de montagem e produção na indústria mundial. O problema em estudo considera o processamento de tarefas em conjuntos por meio de estações de máquinas buscando um bom sequenciamento das tarefas a serem produzidas melhorando o tempo de processamento (Makespan). Neste trabalho, uma revisão bibliográfica foi realizada para fundamentar o estudo encontrando diferentes métodos e problemas que englobam o Flow Line Misto mostrando a importância deste estudo no meio industrial e científico. O problema do Flow Line Misto foi resolvido por meio de técnicas de otimização, sendo elas um modelo de programação linear inteira resolvido pelo GUROBI, no Lagrangeano Relaxado e no Algoritmo Genético com tempos de processamento e demandas gerados aleatoriamente para as instâncias criadas. Por fim, os resultados obtidos nas técnicas analisadas para o problema foram comparados entre si. This paper presents the Mixed-Model Flow Line problem for Production Scheduling. Production problems have been vastly studied given their usability in all kind of assembly lines and its production in the industry worldwide. The problem processes jobs grouped by families in stations of machines seeking for the best sequencing the families can provide to be produced in the processing time (Makespan). In this work, a bibliographic review was performed to support the study, looking different methods and problems that encompass the Mixed-Model Flow Line in the literature showing its importance towards the industrial and scientific environment. The Mixed-Model Flow Line problem was solved through optimization techniques: An integer lienar programming inGUROBI, Lagrangian Relaxation and Genetic Algorithm. The processing times and demands are randomly generated for each instance. Finally, the results obtained in the techniques used for the problem were compared to each other.

Mestrado em Métodos Quantitativos para a Decisão Económica e Empresarial O presente projeto reside na criação, em parceria com a Secretaria das Licenciaturas do ISEG, de uma plataforma para o escalonamento de todas as provas escritas das Licenciaturas. Para facilitar a utilização da plataforma, houve um cuidado particular em reproduzir o procedimento manual, no processo automático. Esta ferramenta, a ser aplicada na secretaria do ISEG, permite otimizar o escalonamento das provas aplicando métodos que observam as regras impostas pelo regulamento de avaliação. A plataforma desenvolvida permitiu tornar a tarefa num processo mais rápido, acessível e eficaz. Partindo da lista das inscrições de cada aluno e com os restantes dados referentes às unidades curriculares e época de avaliação, obtêm-se os vários horários das provas de avaliação por curso. Para ilustrar e avaliar esta ferramenta, a plataforma foi testada num escalonamento anterior, sendo assim possível comparar os resultados obtidos pelos dois métodos: manual e automatizado. This project is based on the creation, in partnership with the Undergraduate Office of ISEG, of a platform for the scheduling of all the written tests of the Undergraduate Courses. Particular care has been taken to reproduce, as much as possible, in the automatic process the appearance of the manual procedure, to facilitate its use. This tool, to be applied in the secretariat of ISEG, allows the scheduling of the exams and tests by applying methods that observe the rules imposed by the evaluation regulation. The developed platform made the scheduling task faster, more accessible and more efficient. Starting from the list of the enrollments of each student and the remaining data referring to the curricular units and the evaluation period, the shedules for the exams and tests by course are obtained. To illustrate and evaluate this tool, the platform was used in a previous scheduling and the results obtained by the two methods were compared: manual and automated. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia e Gestão Industrial, A presente dissertação foi desenvolvida no âmbito de um projeto realizado na empresa Bosch Car Multimédia S.A., na zona do armazém de expedição de produto acabado. Os objetivos do projeto de investigação foram o estudo e a elaboração de propostas de melhoria para o escalonamento da expedição de cargas. Através de observação direta verificou-se que a maioria das cargas expedidas estavam concentradas em oito das dezassete horas disponíveis para as efetuar. A falta de nivelamento ao nível da expedição de cargas é uma situação problemática para todo o armazém de expedição. Os processos de preparação e expedição de cargas são comprometidos devido ao escalonamento de cargas pouco eficiente. Realizou-se um estudo de toda a área pertencente ao armazém de expedição, com enfoque nos processos de preparação e expedição de cargas. O estudo destes processos permitiu chegar a resultados que integram propostas com potencial de aplicação prática para melhoria dos processos de preparação e expedição de cargas. A elaboração das propostas de melhoria baseou-se na análise dos padrões de carga de cada cliente, na análise da capacidade de carga de camiões e na capacidade de preparação de cargas, considerando os recursos humanos disponíveis e a capacidade das máquinas existentes. Desta investigação resultaram três propostas: um novo mapa de recolha de cargas, uma nova distribuição dos recursos humanos e uma aplicação informática que permite escalonar a preparação de cargas. Com as propostas de melhoria apresentadas estima-se que haja não só uma poupança monetária significativa, assim como um aumento da produtividade ao nível do processo de preparação de cargas. Elaboraram-se algumas sugestões de continuidade do trabalho, que contribuem para a otimização dos processos no armazém de expedição de produto acabado. As sugestões de trabalho futuro abrangem não só os processos de preparação de carga, mas também a expedição e o escalonamento de cargas., The present dissertation was developed as part of a project carried out at Bosch Car Multimédia S.A. in the shipping warehouse. The goals of the research project were the study and the elaboration of improvement proposals for the scheduling of the cargo shipment. Through direct observation it was found that the majority of the cargoes were concentrated in eight of the seventeen hours available to carry them out. The lack of levelling of cargo shipment is a problematic situation for the entire shipping warehouse area. The processes of cargo preparation and shipment are compromised due to the inefficient load scheduling. A study of the entire area belonging to the shipping warehouse, focusing on the processes of cargoes preparation and shipment, was carried out. The study of these processes allowed to reach results that integrate proposals with potential of practical application to improve the processes of preparation and cargo shipment. The preparation of the improvement proposals was based on the analysis of the load standards of each customer, the analysis of the trucks loading capacity and the capacity of cargo preparation, considering the human resources available and the capacity of the existing machines. This research resulted in three improvement proposals: a new mapping of cargoes, a new distribution of human resources and a computer application that schedules the cargo preparation. With the presented improvement proposals it is estimated that there is a significant monetary saving. There will also be an increase in productivity in the process of cargo preparation. Some suggestions were made for continuity of work, which would contribute to the optimization of the processes in the shipping warehouse. The suggestions for future work cover not only the processes of cargo preparation, but also the shipping and scheduling of cargoes.

Dissertação de mestrado em Engenharia de Sistemas, O constante aumento na procura de cuidados de saúde públicos pode resultar em longos tempos de espera e insatisfação de utentes. O processo de avaliação pré-operatória pode ser prolongado, podendo resultar na realização de várias visitas pelo utente ou na incapacidade de efetuar todos os serviços requeridos antes da data prevista de cirurgia. Esta dissertação estuda o processo pré-operatório de um hospital público com um sistema de agendamento tradicional, com níveis de procura elevados e limites de capacidade. Um dos objetivos deste estudo é averiguar o impacto de variáveis no tempo de espera até à cirurgia. De seguida, estabelece-se um protocolo pré-operatório para atos cirúrgicos realizados na especialidade de Cirurgia Geral. Ademais, procura-se otimizar o agendamento pré-operatório do protocolo eleito. Ferramentas estatísticas e de investigação operacional têm vindo a provar a sua capacidade de melhorar níveis de desempenho de serviços de saúde. Neste estudo, realizou-se análise de sobrevivência e análise de clusters e desenvolveu-se um modelo de programação linear inteira, analisado através de diferentes solvers. Os resultados estatísticos revelaram um grande número de procedimentos e visitas pré-operatórias realizados. Adicionalmente, estabeleceu-se que a prioridade cirúrgica é atribuída de acordo com a distância de residência do utente, e, em alguns casos, também de acordo com a idade do utente. Consoante o âmbito da cirurgia a que será submetido, o género de um utente influencia o seu tempo de espera. Adicionalmente, os resultados revelaram que o hospital possui a capacidade necessária para minimizar o número de visitas de utentes, conferindo prioridade a utentes com maior distância de residência. Entre as medidas sugeridas para melhorar o desempenho do processo pré-operatório, encontra-se um aumento da flexibilidade do hospital, passando pela alteração do horário em vigor, bem como a criação de parcerias com outras entidades de saúde., The growing demand towards public healthcare services may result in long waiting times and patient dissatisfaction. The pre-operative evaluation process can be prolonged, possibly ensuing patients to make multiple visits or resulting in the inability to perform all required services before the scheduled surgery date. The scope of this research is focused in the pre-operative process of a public hospital with a traditional appointment system, due to its high demand and limited capacity. The aim of this research is to assess the impact of variables on a patient’s waiting time prior to surgery. Additionally, a pre-operative protocol was established for surgical procedures performed in the General Surgery specialty. Furthermore, an attempt to optimize the pre-operative scheduling of the selected protocol will be conducted. Statistics and operational research tools have been proven to improve healthcare performance levels. Survival analysis and cluster analysis were performed, followed by the development of a linear programming model, which was analyzed through different solvers. The statistical results unveiled a significant amount of pre-operative procedures and visits performed by patients. Furthermore, the data revealed that priority of surgery is established according to a patient’s distance of residence to the hospital, as well as, in some cases, according to a patient’s age. Gender can have an impact on the waiting time prior to surgery, depending on the nature of surgery. The results also revealed that the hospital possesses enough capacity in order to minimize patients’ visits, whilst prioritizing patients who reside further away from the hospital. Finally, it is suggested that pre-operative performance can be improved by increasing the hospital’s flexibility, through measures such as an adjustment of the current schedule, as well as the establishment of partnerships with healthcare units.

Relatório de estágio do Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial apresentado à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. O objetivo deste trabalho é testar a utilização da meta-heurística Simulated Annealing na resolução de problemas comuns ao planeamento da produção. São desenvolvidos algoritmos de Simulated Annealing adaptados aos problemas concretos em estudo, o sequenciamento em máquina única e a afetação de tarefas em máquinas paralelas, de forma a obter resultados que possam ser utilizados para uma análise comparativa com valores de referência já conhecidos para estes problemas. Por fim são tiradas conclusões relativas ao desempenho deste método na obtenção de soluções que possam ser consideradas “boas”. The main objective of this work is to test the use of meta-heuristic Simulated Annealing in solving common production planning problems. Simulated Annealing algorithms adapted to the specific problems under study, the single machine scheduling and the allocation of tasks to parallel machines, are developed in order to obtain results which can be used for a comparative analysis with reference values known for these problems. Finally are taken conclusions about the performance of this method in obtaining solutions that can be considered "good".

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior An optimal oil supply scheduling allows the reduction of the total costs of a refinery through smarter use of cheaper oil, minimizing the exchange of charges in distillation units, and the reduction of demurrage of ships. This present work aims the development of models for schedule of the supply of oil refineries under the following aspects: i) the existence of composition discrepancy between the crude oil mixture in the charging tanks and the mixture in the outlet flow of this units; ii) the development of a mathematical model that is able to eliminate such discrepancies, therefore ensuring the perfect mix condition in the tanks; iii) the properties specification not only in the crude oil mixture, but in the distillation products as well; iv) the utilization of a model based on yields also known as separation model to attend this properties specifications, applied to production campaigns of diesel and naphtha. The objective functions used considered cost minimization and production maximization. First is addressed the discrepancy issue between the generated mixtures; for such the results of two models are compared, an MILP that allows discrepancy between mixtures, and a MINLP that eliminates the discrepancy issue by adding nonconvex constraints in its formulation. Consideration of the discrepancy issue is made by applying this models to four case studies of different complexities, considering time horizons of 8, 10, 12 and 15 hours for different numbers of crude oil, ships and property specifications in the tanks loading and different considerations about mixing of oil in intermediate tanks. In one case is considered the ballast on intermediate tanks. A second MINLP model with discrepancies elimination is developed in this paper, applied to optimization of campaigns to produce diesel and naphtha, considering the minimization of costs and maximization of total output, specifying the sulfur concentration in the product pools rather than in incoming tanks. This model, known as separation model, adopts the concept of yields for calculating the flow of intermediate product streams. This model is applied to four cases: no mixing and blending in intermediate tanks and ballast and no ballast in incoming and intermediate. It is also considered the loading partition between tanks. The results shows the importance of the elimination of composition discrepancy for the problem of oil supply, furthermore it can be seen that the addition of modeling the generation and specification of the distillation products implies in a significant gain in the analysis of the problem . All the models were implemented on GAMS®. Uma programação ótima da etapa de suprimento de petróleo permite a redução dos custos totais de uma refinaria através do uso mais inteligente dos petróleos mais baratos, da minimização das trocas das cargas nas unidades de destilação e da redução da sobrestadia dos navios. O objetivo deste trabalho é a programação do sub problema de suprimento de petróleo sob os seguintes aspectos: i) a existência da discrepância entre as concentrações da mistura de petróleo cru presentes nos tanques de carga e as concentrações da mistura na corrente de saída destes tanques; ii) o desenvolvimento de um modelo matemático que incorpore restrições capazes de eliminar tais discrepâncias, garantindo a condição de mistura perfeita nos tanques; iii) a especificação de propriedades não somente da mistura de petróleos mas também do produto das colunas de destilação; iv) a utilização de um modelo baseado em rendimentos ou modelo de separação para respeitar estas especificações de propriedades, aplicado a produção em campanhas de diesel e de nafta. As funções objetivo utilizadas consideram a minimização de custos e a maximização de produtos. Primeiramente é analisada a questão da eliminação da discrepância entre as misturas geradas; para tal são comparados os resultados de dois modelos, um MILP que não elimina a discrepância de composição entre as misturas e um MINLP que garante a eliminação da discrepância das misturas através da adição de restrições não convexas. A análise da questão da discrepância é feita através da aplicação destes modelos a quatro estudos de casos de diferentes complexidades, que consideram horizontes de programação de 8, 10, 12 e 15 horas para diferentes números de petróleo cru, de navios e de especificações de propriedades nos tanques de carga e diferentes considerações sobre mistura de petróleo nos tanques intermediários. Em um dos casos é considerada a manutenção de lastro nos tanques intermediários. Um segundo modelo MINLP com eliminação das discrepâncias é desenvolvido neste trabalho, aplicado à otimização de campanhas de produção de diesel e de nafta, para minimização dos custos e maximização da produção total, com especificação da concentração de enxofre nos pools de produtos ao invés de nos tanques de carga. Este modelo, conhecido como modelo de separação, adota o conceito de rendimentos para o cálculo da vazão das correntes de produtos intermediários. Este modelo é aplicado a quatro casos, sem mistura e com mistura nos tanques intermediários e sem lastro e com lastro nos tanques de carga e nos tanques intermediários. É considerado ainda o descarregamento particionado entre os tanques. Os resultados obtidos mostram a importância da eliminação da discrepância de composição para o problema do suprimento de petróleo, além disso pode-se observar que com a adição da modelagem da geração e especificação dos produtos da destilação há um ganho significativo na análise do problema. Todos os modelos foram implementados no sistema GAMS®. Mestre em Engenharia Química

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