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This work proposes an Electrical Energy Distribution Smart Reconfiguration method using the Simulated Annealing methaheuristic. It has been implemented two new classes in the C# language, the first to caracterize the Simulated Annealing algorithm parameters, and the second one to make the interface between the implemented methaheuristic and the coupling with the OpenDSS software, wich is a distribution systems power flow simulator. To this work, will be utilized the integrated denvelopment ambient of Visual Studio 2019. The algorithm was implemented in an interface devenloped to provide an agile and dinamical parameters modification. The algorithm will be validated in a 5 bus system and tested in both 33 and 69 buses, well used in the literature. The tests results suggests that the proposed algorithm reaches the intended outcomes and solutions in an efficient, fast and precisely. Nenhuma Este trabalho tem propõe um método de Reconfiguração Inteligente de Redes de Distribuição de Energia Elétrica usando a meta-heurística de recozimento simulado, se implementaram duas novas classes na linguagem C#, a primeira para caracterizar os parâmetros do algoritmo de Recozimento Simulado, e a segunda para realizar interface entre a metaheurística implementada e acoplamento com o Software OpenDSS, que é um simulador de fluxo de potência em sistemas de distribuição. Para a realização de este trabalho se utilizará o ambiente de desenvolvimento integrado do Visual Studio 2019. O algoritmo foi implementado em uma interface desenvolvida para propiciar a alteração ágil e dinâmica dos parâmetros de simulação. O algoritmo será validado em um sistema de 5 barras e testado em sistemas de 33 barras e 69 barras, bastante utilizados na literatura. Os resultados dos testes indicam que o algoritmo proposto atinge os resultados e soluções pretendidas de maneira eficaz, rapidamente e precisamente.

Regarding industrial processes, the need to reduce the high energy demand associated with the distillation process becomes progressively essential. In addition, there is a growing need to work with more compact plants, aiming to reduce installation costs. Diisopropyl ether (DIPE) is a by-product of the production of isopropyl alcohol (IPA) and both components have high added value, especially in the solvent industry, that is, the separation of this binary mixture is economically attractive. This separation requires an unconventional method since it presents the formation of an azeotrope, which has a minimum boiling point. Therefore, the present work aimed to optimize the separation process of this homogeneous binary mixture through pressure-swing distillation with an intermediate connection (PSDIC). In order to achieve our objective, the PSDIC process was simulated using the Aspen Plus® software and the optimization was performed using the Simulated Annealing Algorithm (SAA) method, implemented in a Matlab® toolbox. Nine variables, divided between operational and project ones, were optimized simultaneously in order to obtain an optimized scenario for the PSDIC process in terms of Total Annual Cost (TAC). The configuration with the best TAC showed savings of 4.47% per year and a reduction in the thermal load of the high pressure column by 2.47%, compared to the base configuration. The insertion of the intermediate connection current contributed to the reduction of the TAC for the evaluated process. Con respecto a los procesos industriales, la necesidad por la reducción de la alta demanda energética asociada al proceso de destilación se vuelve progresivamente imprescindible. Además, aumenta la necesidad de que se trabaje con plantas cada vez más compactas, buscando la disminución de los costos de instalación. El éter diisopropilico (DIPE) es un subproducto generado en la producción del alcohol isopropílico (IPA), ambos los componentes poseen alto valor agregado, principalmente en la industria de solventes; eso significa que la separación de ese binario es económicamente atractiva. Esa separación necesita un método no convencional porque presenta formación de un punto azeotrópico, con mínimo punto de ebullición. De esta forma, este trabajo tuvo el objetivo de optimizar el proceso de separación de ese binario homogéneo por medio de la destilación pressure-swing con conexión intermediaria (PSDIC). Para cumplir el objetivo, el proceso PSDIC fue simulado utilizando el software Aspen Plus®, y la optimización fue realizada utilizando el método del Algoritmo de Recocido Simulado (SAA), implementado en una toolbox en Matlab®. Nueve variables, divididas entre operacionales y de proyecto, fueron optimizadas simultáneamente, de modo que se obtuviera un escenario optimizado para el proceso PSDIC en términos del Costo Anual Total (TAC). La configuración con la mejor TAC presentó una economía de 4,47% cada año y una reducción en la carga térmica de la columna de alta presión en 2,47%, en relación con la configuración base. La inserción de la corriente de conexión intermediaria contribuyó para la reducción del TAC para el proceso evaluado. No que tangencia os processos industriais, a necessidade pela redução da alta demanda energética associada ao processo de destilação se torna progressivamente imprescindível. Além disso, é crescente a necessidade de trabalhar com plantas cada vez mais compactas, objetivando a diminuição dos custos de instalações. O éter diisopropílico (DIPE) é um subproduto gerado na produção de álcool isopropílico (IPA), ambos os componentes possuem alto valor agregado, principalmente na indústria de solventes, ou seja, a separação desse binário é economicamente atrativa. Essa separação necessita de um método não-convencional, pois apresenta formação de um ponto azeotrópico, sendo este com mínimo ponto de ebulição. O presente trabalho teve como objetivo otimizar o processo de separação desse binário homogêneo através da destilação pressure-swing com conexão intermediária (PSDIC). Para atingir o objetivo, o processo PSDIC foi simulado utilizando o software Aspen Plus® e a otimização foi realizada utilizando o método do Algoritmo de Recozimento Simulado (SAA), implementado em uma toolbox no Matlab®. Nove variáveis, divididas entre operacionais e de projeto, foram otimizadas simultaneamente, de modo a se obter um cenário otimizado para o processo PSDIC em termos do Custo Anual Total (TAC). A configuração com a melhor TAC apresentou uma economia de 4,47% ao ano e uma redução na carga térmica da coluna de alta pressão em 2,47%, em relação à configuração base. A inserção da corrente de conexão intermediária contribuiu para a redução da TAC para o processo avaliado.

Diversos estudos indicam a importância do setor de logística nas empresas, principalmente naquelas cujos pedidos possuem grande variedade de produtos. Nestas, o setor de picking destaca-se, pois é a operação mais demorada para a empresa. Isto ocorre devido a variedade elevada de produtos e a demanda de movimentação de material para a composição dos pedidos. Uma forma de evitar desperdício de tempo e diminuir o esforço dos operadores de picking é realizar o estudo da rota de coleta dos itens para a montagem dos pedidos. A implementação de políticas de rotas promove diminuição na distância percorrida pelos funcionários e maior agilidade na montagem dos pedidos. A literatura apresenta diversas formas de promover benefícios na operação de picking. Este trabalho propõe uma metodologia combinando a modelagem do centro de distribuição (CD) em um software de simulação e a utilização de um algoritmo de otimização em busca de prover uma rota específica para realização das sequências de coleta para todos os pedidos com o objetivo de diminuir as distâncias percorridas pelos funcionários. Esta metodologia utiliza a simulação, em uma primeira iteração, para facilitar a obtenção de dados que seriam de grande dificuldade de coletar fisicamente, por exemplo a matriz de distâncias entre todas as posições. Com os dados disponibilizados pelo modelo, é possível então implementar um algoritmo que calcule sequências de coleta de menor distância. Por fim, o modelo de simulação pode ser utilizado novamente para a validação dos valores encontrados e teste da viabilidade de implementação da rota de coleta proposta pelo algoritmo. Neste trabalho, esta metodologia foi posta em prática com informações de uma grande empresa do setor de bebidas no Brasil, a qual teve um dos seus centros de distribuição modelado a fim de avaliar os desperdícios da operação de montagem dos pedidos. O algoritmo para estudo das rotas de coleta selecionado foi o Simulated Annealing devido a sua agilidade em convergir em um resultado. Aplicando esta metodologia neste Centro de Distribuição, obteve-se uma redução de mais de 7% na distância percorrida pelos operadores, sem a necessidade de investimentos em infraestrutura Several studies indicate the importance of the logistics in companies, especially in those which orders have a wide variety of products. In those Companies, the picking sector stands out, as it is a more time-consuming operation for the company. This is due to the high variety of products and high demand for material handling for order composition. One way to avoid wasting time and also decrease the effort of the operator is to study the route of collection of the items for order-fitting. The implementation of route policies reduces the distance traveled by employees and improve agility in order completion. The literature presents several ways to promote benefits in picking operation. This work proposes a methodology combining a model of a Distribution Center on a simulation software and the use of an optimization algorithm in search of a specific sequence to perform the collection routes for all orders with the objective of decreasing distances traveled by employees. This methodology uses simulation, in a first iteration, to facilitate obtaining data that would be really difficult to collect physically. With the data made available by the model, it is then possible to implement an algorithm that calculates collection sequences travelling shorter distances. Finally, the simulation model can be used again to validate the values found and test the feasibility of implementing the collection route proposed by the algorithm. In this work, this methodology was put into practice with information from a large company in the beverage industry in Brazil, which had one of its distribution centers modeled in order to assess the waste of the order-fitting operation. The selected algorithm for studying collection routes was Simulated Annealing due to its agility in converging on a result. Applying this methodology in this Distribution Center resulted in a reduction of more than 7% in the distance covered by the operators, without the need for investments in infrastructure

Dissipadores metálicos são dispositivos de proteção estrutural que dissipam energia através do mecanismo de deformação plástica dos metais. Esses dispositivos fazem parte de sistemas de dissipação de energia passiva e têm como objetivo proteger os principais componentes estruturais dos efeitos nocivos causados por excitações dinâmicas como eventos sísmicos ou fortes rajadas de vento. Este estudo descreve o processo de otimização da forma de um dissipador de energia metálico cilíndrico vazado ranhurado. Para o seu desenvolvimento foram elaboradas 5 configurações iniciais com 5 tipos diferentes de ranhuras, permitindo determinar de qual configuração o melhor modelo otimizado é obtido. Para o processo de otimização, é elaborado um código computacional utilizando a linguagem de programação Python, o qual contém as instruções a serem executadas no software de elementos finitos Abaqus. Além de conter as instruções para a geração do modelo e sua análise em elementos finitos, o código desenvolvido contém as instruções do algoritmo Simulated Annealing e as heurísticas de mudança, cabendo ao algoritmo comparar a energia dissipada por dois modelos, dependendo do critério de aceitação, uma configuração é selecionada e submetida às heurísticas de mudança de forma para gerar uma nova configuração alterando o material dos elementos de acordo com os valores de tensão obtidos. A partir dos resultados obtidos, determinou-se que através do processo de otimização proposto é possível obter modelos otimizados com comportamento histerético estável e com uma capacidade de dissipação de energia significativamente maior que os modelos iniciais. Finalmente determinou-se que através de ranhuras do tipo vertical é possível obter um modelo otimizado com maior capacidade de dissipação de energia e usando menos iterações no processo de otimização. Metal sinks are structural protection devices that dissipate energy through the plastic deformation mechanism of metals. These devices are part of passive energy dissipation systems and aim to protect the main structural components from the harmful effects that can cause dynamic excitations such as events seismic or strong gusts of wind. This study describes the optimization process of the shape of a metallic cylindrical plate damper. For its development, 5 initial configurations were elaborated with 5 different types of slits to determine from which configuration the best optimized model is obtained. For the optimization process, a code is elaborated using the Python programming language, the code contains the instructions to be executed in the Abaqus finite element software. In addition to containing the instructions for the generation of the model and its analysis in finite elements, the code contains the instructions of the Simulated Annealing algorithm and the change heuristics, and the algorithm must compare the energy dissipated by two models, depending on the acceptance criteria, a configuration is selected and subjected to shape change heuristics to generate a new configuration by changing the material of the elements according to the stress values obtained. From the results obtained, it was determined that through the proposed optimization process it is possible to obtain optimized models with stable hysteretic behavior and with a significantly higher energy dissipation capacity than the initial models. It was finally determined that through slits of the type vertical is possible to obtain the optimized model with greater energy capacity and using fewer iterations in the optimization process.

Como resultado da crescente produção de dados textuais não estruturados, surgiram técnicas para representar palavras e documentos no espaço vetorial para extração de conhecimento. O Ministério Público brasileiro recebe inúmeras solicitações textuais não estruturadas enviadas por cidadãos com necessidades diversas - violência doméstica contra a mulher, solicitações de internações em unidades de terapia intensiva, entre outras. O tempo gasto na classificação, detecção de similaridades e distribuição para a promotoria competente é essencial para otimização dos recursos públicos. Assim, foi adotado um modelo neural associado ao algoritmo Simulated Annealing (SA), um clássico algoritmo de otimização global com baixa complexidade computacional, de modo a reduzir o tempo de treinamento diário e a proporcionar uma visualização gráfica mais amigável de dados multidimensionais, apoiando o processo de decisão judicial. A analogia física do algoritmo SA associado à representação contínua de documentos no espaço vetorial contribui para a visualização amigável de um conjunto de dados de alta dimensão, mantendo uma acurácia comparável a outros modelos neurais profundos e a outros algoritmos de otimização, como Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy (CMA-ES) e Bayesian Optimization (BO). As a result of the growing production of unstructured textual data, techniques for representing words and documents in the vector space have emerged recently. The Brazilian Public Ministry has received several textual requests that are send by citizens with different needs, such as those involved in cases of domestic violence against women, others requesting intensive care unit admissions, and more. The time spent in classifying, detecting similar requests and distributing them is essential to optimize and save public resources. Therefore, we adopted the neural model with the Simulated Annealing (SA), a classic global optimization algorithm with low computational complexity, because of the need to reduce the daily training time, providing a more friendly graphic visualization of data in high dimensions, supporting the judicial decision process. The physical analogy of the SA meta-heuristic associated with the continuous representation of documents in the vector space contribute greatly to the friendly visualization of a high-dimensional dataset, maintaining a comparable score with other deep models and optimization algorithms, such as Covariance Matrix Adaptation Evolution Strategy (CMA-ES) and Bayesian Optimization (BO). Outro

Desde o aparecimento de navios à vela, o objetivo principal destes era encontrar a melhor forma de aproveitamento do vento por forma a a conseguir chegar com maior rapidez de um determinado ponto a outro. Sendo assim, o objetivo desta dissertação de mestrado é realizar um estudo e desenvolvimento de algoritmos de otimização de trajetórias para veleiros. Inicialmente será realizado um estudo de diferentes abordagens e algoritmos já desenvolvidos nesta área, estudando também em que área estes podem ser utilizados. Seguindo-se um enquadramento teórico onde serão abordados assuntos como: a física na vela, a otimização e mais propriamente a técnica de simulação do recozimento (Simulated Annealing). Com todos os conhecimentos reunidos será formulado o tipo de problema a resolver e explicada a criação do algoritmo de otimização para trajetórias com duas pernadas e vento constante, utilizando o programa MATLABr, aplicando assim a técnica de simulação do recozimento. Finalmente, será realizada a demonstração de algumas simulações numéricas, sendo abordados os resultados obtidos, analisando a sua veracidade e o funcionamento do algoritmo desenvolvido. Since the appearance of sailing ships, their main objective was to find the best way to harness the wind in order to be able to get more quickly from one point to another. Therefore, the objective of this master’s dissertation is to carry out a study and development of trajectory optimization algorithms for sailboats. Initially, a study of different approaches and algorithms already developed in this area will be carried out, also studying in which area they can be used. Following a theoretical framework where subjects such: as physics in sailing, optimization and more specifically the Simulated Annealing technique will be approached. With all the knowledge gathered, the type of problem to be solved will be formulated and the creation of the optimization algorithm for trajectories with two kicks and constant wind will be explained, using the program MATLABr, thus applying the Simulated Annealing technique. Finally, the demonstration of some numerical simulations will be carried out, being approached the obtained results

Submitted by Biblioteca Escola Naval (escnaval.biblioteca@marinha.pt) on 2020-11-27T14:05:14Z No. of bitstreams: 1 514-Dissertação_Martin_Fedorchuk.pdf: 5237263 bytes, checksum: e2344f7d0134315ca2fa659f20f300ea (MD5) Made available in DSpace on 2020-11-27T14:05:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 514-Dissertação_Martin_Fedorchuk.pdf: 5237263 bytes, checksum: e2344f7d0134315ca2fa659f20f300ea (MD5) Previous issue date: 2020-09

Some disturbances can impair stability and generate electromechanical oscillations in electrical power systems. In this work, a robust controller design is presented, whose main objective is to dampen the electromechanical oscillation modes and ensure system stability. In order to ensure the robustness of the control, using a method for selecting the most significant input-output pairs of the system is proposed, using singular values and Relative Gains Matrix. To act on the selected system, H∞ type controllers are used. Here the designed controller was of low order and its parameters were adjusted using Simulated Annealing. A statistical analysis of the parameters was made; from its validation, the controllers were tuned and it was observed that the system was dampened and met the robustness condition. A comparison was also made of the result with other optimization methods; Simulated Annealing showed a good comparative performance. In addition, atypical situations were simulated in the system to analyze the robustness. There was a good reaction to the variation in the interchange power up to a value of 10%, but there was no control effectiveness when a controller was removed. Thus, it was noticed that the designed controller proved to be efficient for non-high uncertainties. Nenhuma Alguns distúrbios podem prejudicar a estabilidade e gerar oscilações eletromecânicas nos sistemas elétricos de potência. Neste trabalho, é apresentado um projeto de controlador robusto que possui como principal objetivo amortecer os modos de oscilações eletromecânicas e garantir estabilidade ao sistema. Com o intuito de assegurar a robustez do controle, foi utilizado um método para seleção dos pares entrada-saída mais significativos do sistema, usando valores singulares e Matriz de Ganhos Relativos. Para atuar no sistema selecionado, foram utilizados controladores do tipo H∞. Aqui, o controlador projetado foi de baixa ordem e os seus parâmetros foram ajustados utilizando Recozimento Simulado. Foi feita uma análise estatística dos parâmetros; a partir da sua validação, os controladores foram sintonizados e observou-se que o sistema foi amortecido e atendeu à condição de robustez. Foi feita, ainda, uma comparação do resultado com outros métodos de otimização; o Recozimento Simulado apresentou um bom desempenho comparativo. Além disso, foram simuladas situações atípicas no sistema para analisar a robustez. Houve uma boa reação à variação da potência de intercâmbio até um valor de 10%, mas não se observou eficácia do controle quando houve a retirada de um controlador. Percebeu-se, assim, que o controlador projetado se mostrou eficiente para incertezas não elevadas.

The Multilayer Perceptron (MLP) is a classic and widely used neural network model in machine learning applications. As the majority of classifiers, MLPs need well-defined parameters to produce optimized results. Generally, machine learning engineers use grid search to optimize the hyper-parameters of the models, which requires to re-train the models. In this work, we show a computational experiment using metaheuristics Simulated Annealing and Fast Simulated Annealing for optimization of MLPs in order to optimize the hyper-parameters. In the reported experiment, the model is used to optimize two parameters: the configuration of the neural network layers and its neuron weights. The experiment compares the best MLPs produced by the SA and FastSA using the accuracy and classifier complexity as comparison measures. The MLPs are optimized in order to produce a classifier for the MNIST database. The experiment showed that FastSA has produced a better MLP, using less computational time and less fitness evaluations.

Este trabalho foi apoiado por fundos FEDER e fundos Nacionais através da FCT no âmbito dos projetos ESGRIDS (POCI-01-0145-FEDER-016434) e MAnAGER (POCI-01- 0145-FEDER- 028040). Este trabalho foi apoiado por fundos FEDER e fundos Nacionais através da FCT no âmbito dos projetos ESGRIDS (POCI-01-0145-FEDER-016434) e MAnAGER (POCI-01-0145-FEDER- 028040). Trabalho desenvolvido no âmbito da Bolsa de Investigação UI0308-ML2Building.1/2019, promovida pelo INESC Coimbra – Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores de Coimbra, com a duração total de 12 meses. A previsão de consumos energéticos tem vindo a ganhar uma grande notoriedade nos últimos anos pelo seu papel na gestão e monitorização de consumos dos edifícios. Além disso, através da análise do padrão de consumos energéticos, é possível estudar algumas potenciais medidas de poupança de consumos, bem como detetar algumas falhas operacionais, seja de consumos excessivos ou inferiores ao esperado. Com o aumento da tecnologia que tem sido desenvolvida e o número de sensores que têm sido instalados nos edifícios, a quantidade e qualidade da informação associada aos edifícios tem melhorado, o que permite uma melhor performance dos modelos associados ao machine learning. Com base nisso, foram desenvolvidos nesta dissertação modelos de previsão baseados em diferentes técnicas de machine learning para prever as necessidades de aquecimento e arrefecimento para o dia seguinte de um edifício de escritórios localizado no Parque das Nações, Lisboa. Os modelos selecionados para este fim foram as redes neuronais artificiais e os modelos baseados em máquinas de vetores de suporte. Além disso, foi ainda estudada uma variação dos modelos SVM aplicando o simulated annealing como meta-heurística para otimizar os parâmetros destes modelos. Os históricos de potência e algumas variáveis exógenas (tais como a temperatura exterior, o perfil de ocupação, a humidade relativa, entre outras…) foram utilizados como variáveis de entrada para alimentar os modelos de forma a perceber a sua influência na previsão das necessidades de aquecimento e arrefecimento. As métricas de erro utilizadas para comparar os valores previstos pelos modelos com os valores utilizados como referência foram o erro médio absoluto e o erro médio quadrático. As variáveis mais influentes nas previsões das necessidades de aquecimento foram os históricos de potência, a temperatura exterior e a radiação solar direta. Já no período de arrefecimento, além dos históricos de potência e da temperatura exterior, também o perfil de ocupação e a humidade relativa permitiram aos modelos prever com precisão as necessidades de arrefecimento do edifício.

Submitted by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2021-03-26T12:07:06Z No. of bitstreams: 1 DM_TomasBezerra_2020_MEGI.pdf: 23060221 bytes, checksum: 02b9fa918de2928776b490a30daf780d (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2021-03-26T12:07:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_TomasBezerra_2020_MEGI.pdf: 23060221 bytes, checksum: 02b9fa918de2928776b490a30daf780d (MD5) Made available in DSpace on 2021-03-26T12:07:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_TomasBezerra_2020_MEGI.pdf: 23060221 bytes, checksum: 02b9fa918de2928776b490a30daf780d (MD5) Previous issue date: 2020

Submitted by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2021-02-17T12:05:20Z No. of bitstreams: 1 DM_PaulaReis_2020_MEGI.pdf: 4576810 bytes, checksum: 0216cee0acb36180236a190e67b3674d (MD5) Approved for entry into archive by Ana Rebelo (amsr@isep.ipp.pt) on 2021-02-17T12:06:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DM_PaulaReis_2020_MEGI.pdf: 4576810 bytes, checksum: 0216cee0acb36180236a190e67b3674d (MD5) Made available in DSpace on 2021-02-17T12:06:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_PaulaReis_2020_MEGI.pdf: 4576810 bytes, checksum: 0216cee0acb36180236a190e67b3674d (MD5) Previous issue date: 2020

Submitted by Douglas Uka Renno (douglasukarenno@hotmail.com) on 2019-02-11T23:53:22Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de Mestrado.pdf: 2603047 bytes, checksum: 994ce217218a086d3612917b5dcb3b19 (MD5) Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2019-02-12T10:41:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 renno_du_me_ilha.pdf: 2603047 bytes, checksum: 994ce217218a086d3612917b5dcb3b19 (MD5) Made available in DSpace on 2019-02-12T10:41:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 renno_du_me_ilha.pdf: 2603047 bytes, checksum: 994ce217218a086d3612917b5dcb3b19 (MD5) Previous issue date: 2019-01-18 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Neste trabalho foram programados dois algoritmos descritos na literatura denominados de XOR e MDM que realizam a síntese de circuitos reversíveis a partir da tabela verdade. Programou-se também algoritmos relacionados com a otimização pós-síntese, denominados Greedy, Simulated Annealing e Variable Neighbourhood Descent, que empregam métodos heurísticos e regras de reescrita, cujo objetivo é reduzir a quantidade de portas lógicas reversíveis do circuito sintetizado. A contribuição deste trabalho foi o emprego do método Divisão que divide o circuito sintetizado em vizinhanças e aplica o método Simulated Annealing ou Variable Neighbourhood Descent nas partes do circuito. Os métodos de otimização implementados foram comparados utilizando como testes 42 circuitos. Constatou-se que os métodos Simulated Annealing e Variable Neighbourhood Descent em conjunto com o método Divisão geraram circuitos menores. Além disso, o algoritmo que aplica a meta-heurística Simulated Annealing comparado ao Variable Neighbourhood Descent obteve menor quantidade de portas em 7 dos 42 circuitos, mesmo custo em 29 circuitos e pior custo em 6. In this work, two algorithms described in the literature denominated of XOR and MDM are programmes that realize the synthesis of reversible circuits from the truth table. It has been programmed also algorithms related to the post-synthesis optimization, called Greedy, Simulated Annealing and Variable Neighbourhood Descent, which use heuristic methods and rewriting rules, whose objective is to reduce the number of reversible logic gates of the synthesized circuit. The contribution of this work was the use of the Division method that divides the synthesized circuit into neighborhoods and applies the Simulated Annealing or Variable Neighbourhood Descent method in the circuit parts. The implemented optimization methods were compared using 42 circuits as a test. It was found that the Simulated Annealing and Variable Neighborhood Descent methods together with the Division method generated smaller circuits. Furthermore, the algorithm that applies the Simulated Annealing meta-heuristic compared to the Variable Neighbourhood Descent obtained the lowest number of gates in 7 of the 42 circuits, even cost in 29 circuits and the worst cost in 6. CAPES: Código de Financiamento 001 CNPq: 309193/2015-0

Submitted by Flávia Sousa (flaviabs@ufba.br) on 2019-03-20T13:03:23Z No. of bitstreams: 1 dissertação robson versão final 18.09.18.pdf: 1980625 bytes, checksum: b2e2505909bc2d1a4562b0e05b9b8c14 (MD5) Approved for entry into archive by Flávia Sousa (flaviabs@ufba.br) on 2019-03-20T13:05:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertação robson versão final 18.09.18.pdf: 1980625 bytes, checksum: b2e2505909bc2d1a4562b0e05b9b8c14 (MD5) Made available in DSpace on 2019-03-20T13:05:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação robson versão final 18.09.18.pdf: 1980625 bytes, checksum: b2e2505909bc2d1a4562b0e05b9b8c14 (MD5) Neste estudo, propõe-se uma nova metodologia para a estimação dos parâmetros transitórios e subtransitórios de geradores síncronos de polos salientes, a partir de oscilogramas das correntes de armadura através do ensaio de curto-circuito trifásico brusco, aplicado nos terminais da máquina em vazio e com rotação nominal. Para isso utiliza-se o método Simulated Annealing e a variante Fast Simulated Annealing, que são meta-heurísticas para otimização não-linear, consistindo numa técnica de busca local probabilística, fundamentada numa analogia com a termodinâmica. A estimação dos referidos parâmetros também foi realizada utilizando o método gráfico descrito na norma IEEE-115, o Método de Prony e o método dos mínimos quadrados, para realizar uma análise comparativa com os resultados obtidos pelos métodos Simulated Annealing. As técnicas propostas foram aplicadas a sinais sintéticos construídos a partir da equação característica da corrente de armadura, obtida quando se realiza um ensaio de curto-circuito trifásico brusco, válido para modelar na região linear de operação. Os métodos clássicos citados requerem o pré-processamento de dividir o intervalo de tempo do registro de corrente de curto em três subintervalos, com dinâmicas claramente distintas: subtransitório, transitório e estacionário. O método Simulated Annealing revelou não requerer o referido pré-processamento, e ainda assim obteve bons resultados, que puderam ser refinados com o uso do método dos mínimos quadrados no final do processo. In this study, a new methodology is proposed for the estimation of transient and subtransient parameters of salient poles synchronous generators, by oscillograms of the armature currents through the sudden three phase short circuit test applied to the terminals of the machine in vacuo and with nominal rotation. For this, the Simulated Annealing method and the Fast Simulated Annealing variant are used, which are meta-heuristics for non-linear optimization, consisting of a probabilistic local search technique based on an analogy with thermodynamics. The estimation of these parameters was also performed using the graphic method described in the IEEE-115 standard, the Prony Method and the least squares method, to perform a comparative analysis with the results obtained by the Simulated Annealing methods. The proposed techniques were applied to synthetic signals constructed from the characteristic equation of the armature current, obtained when performing a sudden three phase short circuit test, valid for modeling in the linear region of operation. The classical methods cited require the preprocessing of dividing the time interval of the short current register into three subintervals, with distinct dynamics: subtransient, transient and stationary. The Simulated Annealing method did not require preprocessing, but still obtained good results, which could be refined using the least squares method at the end of the process.

Submitted by Felipe Alves Pires null (fealvespires@hotmail.com) on 2017-05-15T17:24:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Felipe_final.pdf: 9171100 bytes, checksum: b1b4cdbe6480b62edce35f61d888f5b9 (MD5) Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-05-16T14:44:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pires_fa_me_bauru.pdf: 9171100 bytes, checksum: b1b4cdbe6480b62edce35f61d888f5b9 (MD5) Made available in DSpace on 2017-05-16T14:44:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pires_fa_me_bauru.pdf: 9171100 bytes, checksum: b1b4cdbe6480b62edce35f61d888f5b9 (MD5) Previous issue date: 2017-03-28 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Devido à crescente demanda por sistemas de comunicação, monitoramento territorial e previsão climática, satélites foram lançados por agências espaciais e aproximadamente 2,271 orbitam a Terra. Com o objetivo de minimizar os custos de lançamento, estruturas espaciais devem possuir forma de sistemas do tipo treliça devido à considerável redução de peso por serem montadas em uma forma triangular e com materiais leves, por exemplo, alumínio. Como resultado, alguns problemas como flexibilidade e baixo amortecimento estrutural podem aparecer. Diante disso, um método de controle deve ser aplicado para manter os níveis de vibração em pequenas escalas. Neste trabalho, um método de controle passivo é aplicado a uma treliça espacial utilizando o método dos elementos finitos (MEF). MEF é uma das ferramentas computacionais mais utilizadas para analisar estruturas sujeitas a vibrações, tornando possível prever as respostas em frequência (FRFs) do sistema. Este trabalho utiliza a técnica de otimização \textit{simulated annealing} para otimizar a norma $\mathcal{H}_{2}$ para os seis primeiros modos de vibrar do sistema de maneira a encontrar as coordenadas de cada nó da treliça que minimizem o valor de norma $\mathcal{H}_{2}$. Nota-se que, com a minimização da norma $\mathcal{H}_{2}$, novas coordenadas das juntas podem ser obtidas e novas FRFs podem ser estudadas. Algumas amplitudes de vibração das FRFs diminuíram, porém algumas amplitudes aumentaram. Verifica-se que houve regiões que o controle aplicado foi efetivo e outras que a técnica não mostrou eficiência. O método estatístico simulação de Monte Carlo também é aplicado para estudar as incertezas associadas ao sistema. Para isto, histogramas são utilizados para verificação das distribuições das frequências naturais. É pertinente a necessidade de avaliar se as distribuições de frequências apresentam um comportamento de curvas normais e para isso alguns parâmetros estatísticos, como \textit{skewness}, \textit{kurtosis} e teste de qui-quadrado, são utilizados. Observa-se que, as incertezas relacionadas à geometria da estrutura afetam mais o sistema do que as incertezas ligadas às propriedades do material. Due to the increasing demand for monitoring for telecommunication systems, weather and territorial monitoring, satellites have been launched by space agencies and 2,271 still orbit Earth. In order to minimize rocket launch costs, space structures should have the shape of trusses because of the significant weight reduction for being assembled in a triangular form and with elements made of light materials (e.g. aluminum). As a result of it, some problems such as flexibility and low structural damping may arise. For this reason, a control method must be applied to maintain the requirements of vibration levels in these types of structures. This work applies a passive vibration control to a space truss utilizing the Finite Element Method (FEM). FEM is one of the most used computational tools to analyze structures under vibrations and is also used to predict the system’s frequency response functions (FRFs). This work utilizes the optimization technique simulated annealing in order to optimize the norm H2 of the first six vibration modes of the system so that it’s possible to find the coordinates of each node of the space truss that minimize the value of H2. It has been noticed that with the minimization of the H2 norm, new coordinates of the joints can be obtained so that new FRFs can be studied. Some amplitudes of vibration in the FRFs diminished, however, some of them rose. It is verified that there are regions where the control method applied was effective and others where the control technique was not effective. The statistical method Monte Carlo simulation is also applied to study the uncertainties associated to the system. For this study, histograms are utilized to verify the natural frequencies distributions. It is pertinent the need to evaluate whether the frequencies distributions present the behavior of normal curves and to do this, some statistical parameters such as skewness, kurtosis and chi-square test are used. It has been noticed that uncertainties related to the geometry of the structure affect the system more than uncertainties related to the material properties.

A geração de horários é uma tarefa de dificuldade elevada e requer trabalho árduo devido à necessidade de gerir os diversos conflitos de restrições impostos aos recursos a ser usados, mais concretamente alunos, professores e salas. A grande variedade de restrições associada às diferentes necessidades de diferentes sistemas de ensino e até mesmo entre escolas do mesmo nível, tem dificultado a elaboração de formatos standard que permitam não só caracterizar as próprias restrições/regras mas também os recursos de grandes variedades de sistemas de ensino, possibilitando a comparação de práticas e avaliação de desempenho assim como proporcionar uma estrutura capaz de ser manipulada por sistemas com capacidade de gerar horários. Esta dissertação aborda o problema da elaboração de horários académicos, focando-se no caso da Academia da Força Aérea (AFA). São apresentados vários exemplos de sistemas de ensino e um formato de especificação em XML para benchmarking de horários académicos, no qual são especificadas as restrições impostas aos horários da Academia da Força Aérea. Várias técnicas de pesquisa local restringida que são tradicionalmente usadas para resolver este tipo de problemas, nomeadamente as técnicas de Hill-Climbing (HC), Simulated Annealing (SA) e Tabu Search (TS), são discutidas e são exploradas para resolver o problema da geração de horários na AFA. Este trabalho avalia esta abordagem e foi elaborada uma ferramenta para resolução de horários académicos, que para além de validar a completude de informação fornecida na representação XML (e estendê-la), permite obter soluções que satisfazem um conjunto de restrições obrigatórias (como a não sobreposição de recursos) e otimizam um conjunto de preferências adicionais (boas práticas pedagógicas, como a não existência de furos). A eficiência da ferramenta é estudada por comparação com ferramentas que já utilizam a representação XML referida.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-12-21T11:49:01Z No. of bitstreams: 1 Fausto Stefanello Tomazi_.pdf: 1429293 bytes, checksum: 4e85a45b348c5d3cbf6a7e9e13e1be3b (MD5) Made available in DSpace on 2016-12-21T11:49:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fausto Stefanello Tomazi_.pdf: 1429293 bytes, checksum: 4e85a45b348c5d3cbf6a7e9e13e1be3b (MD5) Previous issue date: 2016-09-23 Nenhuma Os sistemas de potência desempenham um papel fundamental na economia de uma nação, fornecendo energia elétrica com qualidade e sem interrupções a população. Para que isto seja possível grandes investimentos no setor são aplicados para garantir o fornecimento. No entanto, qualquer equipamento está sujeito a falhas, e analisar o impacto que falhas em equipamento afetam o fornecimento é uma das tarefas executadas pelos centros de controle, chamada de Análise de Segurança. Desta forma, os centros de controle são responsáveis por realizar planos de contingência para que em caso de algum equipamento saia de operação o impacto sofrido pela rede seja o menor possível. Uma importante tarefa da Análise de Segurança é a Seleção de Contingências. Esta tarefa sendo encarregada de selecionar os equipamentos mais importantes do sistema para que a tarefa de Análise de Segurança possa criar planos de prevenção caso os respectivos equipamentos saiam de operação. Os grandes sistemas elétricos existentes hoje são compostos de milhares de equipamentos, e uma análise mais detalhada para cada equipamento é algo de difícil resolução, sendo neste cenário que a seleção de contingência ganha importância. A Seleção de Contingência é encarregada de buscar e classificar as restrições mais importantes da rede, porem para redes de grande porte com milhares de itens, analisar o impacto de cada item é uma tarefa que pode levar muito tempo, não permitindo que o cálculo seja efetuado durante a operação do sistema. Desta forma faz-se necessário executar a Seleção de Contingências de forma eficiente e eficaz. Este estudo propõe o desenvolvimento do algoritmo metaheurístico de Simulated Annealing a fim de que a seleção de contingência seja executada de forma que atenda todas as restrições de tempo impostas pelos centros de controle. Nos experimentos é possível verificar que após uma sintonia de parâmetros para a instancia do problema abordado, os resultados encontrados atende as restrições dos centros de controle e também é possível visualizar que os resultados são ligeiramente melhores que resultados de trabalhos encontrados na literatura, onde o mesmo problema é abordado pela metaheurística do Algoritmo Genético. Power systems play a key role in a nation's economy by providing quality, uninterrupted power to the population. For this to be possible large investments in the sector are applied to guarantee the supply. However, any equipment is subject to failures, and analyzing the impact that equipment failures affect supply is one of the tasks performed by control centers, called Safety Analysis. In this way, the control centers are responsible for carrying out contingency plans so that in the event of any equipment leaving the operation the impact suffered by the network is as small as possible. An important task of Security Analysis is the Selection of Contingencies. This task is in charge of selecting the most important equipment in the system so that the Security Analysis task can create prevention plans if the respective equipment goes out of operation. The large electrical systems that exist today are made up of thousands of equipment, and a more detailed analysis for each equipment is difficult to solve, and in this scenario contingency selection is important. The Contingency Selection is responsible for searching and classifying the most important restrictions of the network, but for large networks with thousands of items, analyzing the impact of each item is a task that can take a long time, not allowing the calculation to be performed During system operation. In this way it is necessary to perform the Contingency Selection efficiently and effectively. This study proposes the development of the metaheuristic algorithm of Simulated Annealing in order that the contingency selection is performed in a way that meets all the time constraints imposed by the control centers. In the experiments it is possible to verify that after a tuning of parameters for the instance of the problem approached, the results found meets the control center constraints and it is also possible to visualize that the results are slightly better than results of works found in the literature, where the same Problem is addressed by the metaheuristic of the Genetic Algorithm.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) The companies today are looking for ways to expand their competitive advantages, optimizing their production, and in this context, they found solutions in activities of production scheduling. The production scheduling of the type job-shop, results in one of the most complex problems of combination, the Job-shop Scheduling Problem (JSP), which deterministic resolution is not feasible in polynomial computational time. The Flexible Job-shop Scheduling Problem (FJSP) is a classic extension of the JSP and has been widely reported in the literature. Thus, optimization algorithms have been developed and evaluated in the last decades, in order to provide more efficient production planning, with emphasis to artificial intelligence algorithms of the swarm type, that the latest research presented favorable results. The FJSP allows an operation to be processed for any machine arising from a set of machines along different routes. This problem is commonly dismembered into two sub-problems, the assignment of machines for operations, which is called routing, and operation scheduling. In the FJSP context, this research presents the resolution of the FJSP multi-objective, using a hierarchical approach that divides the problem into two subproblems, being the Particle Swarm Optimization (PSO), responsible for resolving the routing sub-problem, and tasking three local search algorithms, Random Restart Hill Climbing (RRHC), Simulated Annealing (SA) and Tabu Search (TS), for the resolution of scheduling sub-problem. The implementation of the proposed algorithm has new strategies in the population initialization, displacement of particles, stochastic allocation of operations, and management of scenarios partially flexible. Experimental results using technical benchmarks problems are conducted, and proved the effectiveness of the hybridization, and the advantage of RRHC algorithm compared to others in the resolution of the scheduling subproblem. As empresas atualmente buscam meios de ampliarem suas vantagens competitivas, otimizando sua produção, e neste contexto, encontraram soluções nas atividades de programação da produção. A programação da produção do tipo job-shop, resulta em um dos problemas mais complexos de combinação, o Job-shop Scheduling Problem (JSP), cuja resolução determinística é inviável em tempo computacional polinomial. O Flexible Job-shop Scheduling Problem (FJSP) é uma extensão do clássico JSP e tem sido amplamente relatado na literatura. Desta forma, algoritmos de otimização têm sido desenvolvidos e avaliados nas últimas décadas, com o intuito de fornecer planejamentos de produção mais eficientes, com destaque para os algoritmos de inteligência artificial do tipo enxame, que nas pesquisas mais recentes obtiveram resultados satisfatórios. O FJSP permite que uma operação seja processada por qualquer recurso produtivo advindo de um conjunto de recursos ao longo de diferentes roteiros. Este problema é comumente desmembrado em dois subproblemas, a atribuição de recursos para as operações, que é chamado de roteamento, e programação das operações. No contexto do FJSP, a proposta dessa pesquisa apresenta a resolução do FJSP em caráter multiobjetivo, utilizando a abordagem hierárquica, que divide o problema em dois subproblemas, sendo o Enxame de Partículas (PSO), responsável pela resolução do subproblema de roteamento e incumbindo três algoritmos de busca local, Reinício Aleatório de Subida de Colina (RRHC), Arrefecimento Simulado (SA) e Busca Tabu (TS), para a resolução do subproblema de programação. A implementação do algoritmo proposto, dispõe de novas estratégias na inicialização da população, deslocamento das partículas, alocação estocástica das operações e tratamento de cenários parcialmente flexíveis. Resultados experimentais obtidos em base de testes comumente usada, comprovam a eficácia da hibridização proposta, e a vantagem do algoritmo RRHC em relação aos outros na resolução do subproblema de programação.

CAPES A Tomografia por Impedância Elétrica (TIE) é uma técnica que visa reconstruir imagens do interior de um corpo de forma não-invasiva e não-destrutiva. Com base na aplicação de corrente elétrica e na medição dos potenciais de borda do corpo, feita através de eletrodos, um algoritmo de reconstrução de imagens de TIE gera o mapa de condutividade elétrica do interior deste corpo. Diversos métodos são aplicados para gerar imagens de TIE, porém ainda são geradas imagens de contorno suave. Isto acontece devido à natureza matemática do problema de reconstrução da TIE como um problema mal-posto e mal-condicionado. Isto significa que não existe uma distribuição de condutividade interna exata para uma determinada distribuição de potenciais de borda. A TIE é governada matematicamente pela equação de Poisson e a geração da imagem envolve a resolução iterativa de um problema direto, que trata da obtenção dos potenciais de borda a partir de uma distribuição interna de condutividade. O problema direto, neste trabalho, foi aplicado através do Método dos Elementos Finitos. Desta forma, é possível aplicar técnicas de busca e otimização que objetivam minimizar o erro médio quadrático relativo (função objetivo) entre os potenciais de borda mensurados no corpo (imagem ouro) e os potencias gerados pela resolução do problema direto de um candidato à solução. Assim, o objetivo deste trabalho foi construir uma ferramenta computacional baseada em algoritmos de busca e otimização híbridos, com destaque para a Evolução Diferencial, a fim de reconstruir imagens de TIE. Para efeitos de comparação também foram utilizados para gerar imagens de TIE: Algoritmos Genéticos, Otimização por Enxame de Partículas e Recozimento Simulado. As simulações foram feitas no EIDORS, uma ferramenta usada em MatLab/ GNU Octave com código aberto voltada para a comunidade de TIE. Os experimentos foram feitos utilizando três diferentes configurações de imagens ouro (fantomas). As análises foram feitas de duas formas, sendo elas, qualitativa: na forma de o quão as imagens geradas pela técnica de otimização são parecidas com seu respectivo fantoma; quantitativa: tempo computacional, através da evolução do erro relativo calculado pela função objetivo do melhor candidato à solução ao longo do tempo de reconstrução das imagens de TIE; e custo computacional, através da avaliação da evolução do erro relativo ao longo da quantidade de cálculos da função objetivo pelo algoritmo. Foram gerados resultados para Algoritmos Genéticos, cinco versões clássicas de Evolução Diferencial, versão modificada de Evolução Diferencial, Otimização por Enxame de Partículas, Recozimento Simulado e três novas técnicas híbridas baseadas em Evolução Diferencial propostas neste trabalho. De acordo com os resultados obtidos, vemos que todas as técnicas híbridas foram eficientes para resolução do problema da TIE, obtendo bons resultados qualitativos e quantitativos desde 50 iterações destes algoritmos. Porém, merece destacar o rendimento do algoritmo obtido pela hibridização da Evolução Diferencial e Recozimento Simulado por ser a técnica aqui proposta mais promissora na reconstrução de imagens de TIE, onde mostrou ser mais rápida e menos custosa computacionalmente do que as outras técnicas propostas. Os resultados desta pesquisa geraram diversas contribuições na forma de artigos publicados em eventos nacionais e internacionais. Electrical Impedance Tomography (EIT) is a technique that aim to reconstruct images of the interior of a body in a non-invasive and non-destructive form. Based on the application of the electrical current and on the measurement of the body’s edge electrical potential, made through of electrodes, an EIT image reconstruction algorithm generates the conductivity distribution map of this body’s interior. Several methods are applied to generate EIT images; however, they are still generated smooth contour images. This is due of the mathematical nature of EIT reconstruction problem as an ill-posed and ill-conditioned problem. Thus, there is not an exact internal conductivity distribution for one determinate edge potential distribution. The EIT is ruled mathematically by Poisson’s equations, and the image generation involves an iterative resolution of a direct problem, that treats the obtainment of the edge potentials through of an internal distribution of conductivity. The direct problem, in this dissertation, was applied through of Finite Elements Method. Thereby, is possible to apply search and optimization techniques that aim to minimize the mean square error relative (objective function) between the edge potentials measured in the body (gold image) and the potential generated by the resolution of the direct problem of a solution candidate. Thus, the goal of this work was to construct a computational tool based in hybrid search and optimization algorithms, highlighting the Differential Evolution, in order to reconstruct EIT images. For comparison, it was also used to generate EIT images: Genetic Algorithm, Particle Optimization Swarm and Simulated Annealing. The simulations were made in EIDORS, a tool used in MatLab/GNU Octave open source toward the TIE community. The experiments were performed using three different configurations of gold images (phantoms). The analyzes were done in two ways, as follows, qualitative: in the form of how the images generated by the optimization technique are similar to their respective phantom; quantitative: computational time, by the evolution of the relative error calculated for the objective function of the best candidate to the solution over time the EIT images reconstruction; and computational cost, by evaluating the evolution of the relative error over the amount of calculations of the objective functions by the algorithm. Results were generated for Genetic Algorithms, five classical versions of Differential Evolution, modified version of the Differential Evolution, Particle Optimization Swarm, Simulated Annealing and three new hybrid techniques based in Differential Evolution proposed in this work. According to the results obtained, we see that all hybrid techniques were efficient in solving the EIT problem, getting good qualitative and quantitative results from 50 iterations of these algorithms. Nevertheless, it deserves highlight the algorithm performance obtained by hybridization of Differential Evolution and Simulated Annealing to be the most promising technique here proposed to reconstruct EIT images, which proved to be faster and less expensive computationally than other proposed techniques. The results of this research generate several contributions in the form of published paper in national and international events.

Os encargos associados à prospecção dos maciços rochosos, nomeadamente às sondagens mecânicas no âmbito de grandes obras subterrâneas, são bastante elevados. Como tal, o presente artigo apresenta uma nova metodologia de otimização de planos de sondagens para auxílio à definição dos planos de prospecção, aliando técnicas geoestatísticas e um algoritmo de otimização global e estocástico, o Simulated Annealing (SA). A simulação geoestatística, mais precisamente a simulação condicionada com recurso ao algoritmo Turning Bands, é, neste caso, utilizada para a obtenção do modelo de caracterização de um maciço rochoso, recorrendo a informação inicial relativa a valores de RMR do sistema Rock Mass Rating e, com o auxílio do algoritmo SA, minimiza o valor da função objetivo nos novos pontos gerados de forma aleatória. No que concerne à função objetivo a minimizar pelo SA esta define-se pela variância da simulação geoestatística, pois esta quantifica a incerteza associada nos locais sem informação. Para a validação e consolidação da metodologia desenvolvida, esta foi, posteriormente, aplicada a um conjunto de informação de sondagens realizadas num jazigo de ouro localizado na cordilheira dos Andes, no Chile., The costs associated to rock mass survey, such as boreholes, normally needed in large underground works, are very high. Therefore, the present article presents a new optimization methodology, which intention is to help the decision-maker in defining the prospection plans. As such, the methodology combines geostatistical techniques with a global optimization algorithm, the Simulated Annealing (SA). The geostatistical simulation is, in this case, the conditional simulation that uses the Turning Bands algorithm to obtain a characterization model of the rock mass based on some preliminary information regarding RMR values of the Rock Mass Rating system. Using the SA algorithm, the chosen objective function is minimized in the new points that are randomly generated. In what concerns the objective function to minimize with the SA is, in this case, the variance of the geostatistical simulation, since it quantifies the uncertainty in locations without information. Moreover, a data set containing information from boreholes executed in a gold deposit, located in Chile, was used to validate the proposed methodology., Agência de Desenvolvimento Económico do Chile através do projeto Innova Chile-CORFO 11IDL2-10630, Comissão Científica e Tecnológica de Investigação chilena através dos projetos CONICYT / FONDECYT / REGULAR / N°1130085 e CONICYT PIA Anillo ACT 1407, P2I-RockGeoStat do LNEC

Este estudo trata de problemas de máquinas paralelas com tempos de setup independentes, diferentes datas de liberação e minimização do makespan. Este ambiente de produção é comum na indústria automobilística que pode haver postos de trabalho em meio à linha de produção, em que são adicionadas novas máquinas ou equipamentos iguais para ampliar a capacidade produtiva. Qualquer processo produtivo requer um gerenciamento eficaz por meio do Planejamento e Controle da Produção (PCP). Esta atividade inclui a programação da produção, ou seja, a alocação de recursos para execução de tarefas em uma base de tempo. A atividade de programação é uma das tarefas mais complexas no gerenciamento da produção, pois a necessidade de lidar com diversos tipos diferentes de recursos e atividades simultâneas. Além disso, o número de soluções cresce exponencialmente em várias dimensões, de acordo com a quantidade de tarefas, operações ou máquinas, gerando assim uma natureza combinatória ao problema. O ambiente tratado neste trabalho cada tarefa tem o mesmo tempo de processamento em qualquer máquina. Considerando a restrição de tempos de setup independente apenas da tarefa que espera por processamento e a presença de datas de liberação diferentes de zero características muito práticas nas indústrias. Como não foram encontrados na literatura trabalho que tratasse desse ambiente de trabalho, ainda menos que utilizasse a meta-heurística Simulated Anneling, então foi desenvolvido o método para o problema, juntamente com a solução inicial os respectivos esquemas de perturbação e a definição de limitantes inferiores para o makespan. This study deals with problems of parallel machines with independent setup times, different dates of release and minimizing the makespan. The production environment is common in the auto industry that there may be jobs through the production line, they are added new machines or equal equipment to expand productive capacity. Any production process requires effective management by the Production Planning and Control (PCP). This activity includes the planning of production, so the allocation of resources for task execution on a time basis. The programming activity is one of the most complex tasks in the management of production because the need to deal with several different types of resources and concurrent activities. Furthermore, the number of solutions grows exponentially in several dimensions, according to the number of tasks, operations or machines, thereby generating a combinatorial nature of the problem. The environment treated in this work each task has the same processing time on any machine. Considering only the restriction independently of the task setup time waiting for processing and the presence of release dates different from zero very practical characteristics in industries. As were found in the literature work that deals of this work environment, even less that used the meta-heuristic Simulated Anneling, so we developed the method to the problem, along with the initial solution their disturbance schemes and the setting of lower bounds for the makespan.

Submitted by FABRÍCIO MACIEL GOMES null (fabricio@dequi.eel.usp.br) on 2016-01-04T00:06:19Z No. of bitstreams: 1 Tese_Fabricio_Maciel_Gomes.pdf: 1836829 bytes, checksum: 3ec7860a9d87ebfeaef21b25dc157d25 (MD5) Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-01-06T16:12:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gomes_fm_dr_guara.pdf: 1836829 bytes, checksum: 3ec7860a9d87ebfeaef21b25dc157d25 (MD5) Made available in DSpace on 2016-01-06T16:12:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gomes_fm_dr_guara.pdf: 1836829 bytes, checksum: 3ec7860a9d87ebfeaef21b25dc157d25 (MD5) Previous issue date: 2015-12-15 Empresas não medem esforços para aperfeiçoar seus processos e produtos de acordo com diferentes critérios para satisfazer as exigências e necessidades dos clientes em busca de um padrão de competitividade superior ao de suas concorrentes. Neste cenário é muito comum a necessidade de se estabelecer condições que resultem na melhoria de mais de um critério de forma simultânea. Neste trabalho foi realizada uma avaliação da utilização de quatro métodos que utilizam as Meta-heurísticas Recozimento Simulado, Algoritmo Genético, Recozimento Simulado combinado com o método Nelder Mead Simplex e algoritmo genético combinado com o método Nelde-Mead simplex para o estabelecimento de melhoria das condições de processos com múltiplas respostas. Para a avaliação dos métodos propostos foram utilizados problemas-teste criteriosamente selecionados na literatura de forma a serem analisados casos com diferente número de variáveis, número de respostas e tipos de resposta. A aglutinação das respostas foi realizada por quatro métodos diferentes: Desirability, Desvio Médio Percentual, Programação por Compromisso e Programação por Compromisso normalizada pela distância euclidiana. A avaliação dos métodos foi realizada por meio de comparação entre os resultados obtidos na utilização de um mesmo método de aglutinação, determinando assim a eficiência do método de busca. Os resultados obtidos na avaliação dos métodos sugerem a aplicação do método do algoritmo genético quando se pretende estabelecer parâmetros que resultem na melhoria de processos com múltiplas respostas, em particular quando essas respostas são modeladas por equações com termos cúbicos, independentemente do número de termos que possam conter, do tipo de respostas e do número de variáveis. Companies go to great lengths to improve its processes and products according to different criteria to meet the demands and needs of customers looking for a higher standard of competitiveness to that of their competitors. This scenario is very common the need to establish conditions that result in the improvement of more than one criterion simultaneously. This work was carried out an evaluation of the use of four methods that use Metaheuristics Simulated Annealing, Genetic Algorithms, Simulated Annealing combined with the Nelder Mead Simplex method and genetic algorithm combined with Nelde Mead simplex method for the improvement of establishing the conditions of processes with multiple answers. For the evaluation of the proposed test methods were used in the literature problems carefully selected in order to be analyzed cases with different numbers of variables, response numbers and types of responses. In this research we used the average percentage deviation function as a way to bring together the answers. The agglutination of the answers was performed by four different methods: Desirability, Average Percentage Deviation, Compromise Programming and Compromise Programming normalized by Euclidean distance. The evaluation method was performed by comparison between the results obtained in using the same bonding method, thereby determining the efficiency of the search method. The results obtained in the evaluation of the methods suggest the application of the genetic algorithm method when you want to set parameters that result in the improvement of processes with multiple answers, particularly when these responses are modeled by equations with cubic terms, regardless of the number of terms that can contain the type of responses and the number of variables.

Made available in DSpace on 2018-12-11T17:27:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-10-01 This paper proposes a coevolutionary augmented Lagrangian method (AGCE) for solving the classic economic dispatch problem. This problem becomes non-convex and non-differentiable if valve-point loadings effects are considered in the cost curves of thermal units. In such cases, the evolutionary approaches have proven to be efficient for solving the primal economic dispatch problem; however, the great majority of these methods are not capable of solving the associated dual problem. Furthermore, the solutions obtained by these methods cannot be evaluated concerning their optimality. The AGCE works in the primal-dual subspaces and is able to calculate both primal and dual optimal values. For such a purpose, AGCE processes, in parallel, the evolution of two distinct groups of individuals, associated with primal and dual variables, respectively. The 'clouds' of primal and dual points become iteratively denser, and converge to the saddle points associated with the problem, even in the presence of non-differentiability points. Therefore, AGCE makes possible the evaluation of optimality of its solution points. In the results, the AGCE is compared with a traditional interior point method and with a genetic algorithm that works only in the primal subspace. Unesp-Univ Estadual Paulista Departamento de Engenharia Eléctrica Unesp-Univ Estadual Paulista Departamento de Engenharia Eléctrica

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-03-23T21:50:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Têmpera simulada aplicada no mapeamento tecnológico de FPGAs baseadas em LUTs.pdf: 6180241 bytes, checksum: 0999141a1ddfa162736db78d94e29dee (MD5) Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-03-28T20:27:26Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Têmpera simulada aplicada no mapeamento tecnológico de FPGAs baseadas em LUTs.pdf: 6180241 bytes, checksum: 0999141a1ddfa162736db78d94e29dee (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2017-04-05T19:12:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Têmpera simulada aplicada no mapeamento tecnológico de FPGAs baseadas em LUTs.pdf: 6180241 bytes, checksum: 0999141a1ddfa162736db78d94e29dee (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-05-19 Existem várias técnicas para a otimização de atributos de circuitos integrados. O foco atual dessas técnicas é a minimização da área do circuito em questão. Porém, as técnicas existentes possuem diversas etapas que precisam ser melhoradas, entre elas a etapa de Mapeamento Tecnológico (MT). O Mapeamento Tecnológico é uma etapa crucial no processo de síntese lógica, pois ele define qual conjunto de elementos lógicos serão utilizados para implementar o circuito na tecnologia alvo. Na literatura existem várias abordagens diferentes para otimização da etapa de mapeamento e atualmente as metodologias iterativas estão se popularizado. Esta dissertação propõe uma nova abordagem para o Mapeamento Tecnológico de Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), baseada em técnicas de otimização de Inteligência Artificial (IA), mais especificamente a técnica de Têmpera Simulada. A utilização de uma técnica de IA no Mapeamento Tecnológico é uma abordagem promissora pois se diferencia fortemente das técnicas já existentes, devido aos fatores de aleatoriedade em técnicas de otimização baseados em IA. A abordagem elaborada age em uma etapa do mapeamento chamada de cobertura, criando uma solução para o circuito baseada no número de cortes-K necessários para uma cobertura total do mesmo. Cada corte-K pode ser diretamente relacionado a uma Look-Up Table(LUT) da tecnologia FPGA, permitindo assim a geração de um circuito com a lógica equivalente a requisitada. Essa abordagem foi implementada na ferramenta FlexMap, a qual é um framework para o desenvolvimento de métodos para o MT. Foram realizados testes em 85 benchmarks dos pacotes ISCAS85 e MCNC91, amplamente conhecidos na área e frequentemente utilizados para testes de desempenho de novas abordagens. Os testes realizados apresentaram resultados promissores, mostrando que a abordagem desenvolvida consegue encontrar soluções comparáveis em vários casos a ferramenta ABC, considerada estado-da-arte no processo de MT. Os resultados obtidos pela abordagem proposta obtiveram melhoras em aproximadamente 19% dos casos avaliados com K=4 e 26% dos casos com K=5 sobre os resultados do ABC. Currently there are several techniques for integrated circuit’s atribute optimization. The current focus of these techniques is to minimize the area of the given circuit. These current techniques, however, have several stages that need improvement, including the Technology Mapping stage. The technology mapping is a crucial step in the logic synthesis process, because it de?nes which set of logic elements will be used to implement the circuit in the target technology. In the literature there are several different approaches to optimize the mapping stage and currently iterative methodologies are becoming popular. This dissertation proposes a new approach to Technology Mapping of Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), based on optimization techniques using Arti?cial Intelligence (AI), more speci?cally the Simulated Annealing technique, in order to propose an alternative solution to the problem. The utilization of an AI technique in technology mapping is promissing approach because it strongly differs from existing techniques due to the randomness factors in optimization techniques based on AI. The developed approach acts on the mapping stage called coverage, creating a solution for the circuit based on the number of k-cuts needed for a complete coverage. Each k-cut can be directly related to a FPGA’s Look-Up Table (LUT), allowing the generation of a circuit equivalent to the required logic. This approach has been implemented in the FlexMap tool, which is a framework for developing Technology Mapping methods. Tests were performed in 85 benchmarks of the ISCAS85 and MCNC91 packages, widely known in the area and commonly used for performance testing of new approaches. The tests conducted in the implemented approach had promising results, showing that the developed technique can ?nd solutions comparable in several cases to the ABC tool, which is considered state-of-the-art in the Technology Mapping process. The results obtained by the proposed approach obtained improvements in approximately 19% of the evaluated benchmarks with K=4 and 26% with K=5 over ABC’s results.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:37:52Z No. of bitstreams: 1 Luciana Vasconcelos Passos.pdf: 1763492 bytes, checksum: f13a5f8855800fe281b8e7cfce5a6ed6 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:37:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciana Vasconcelos Passos.pdf: 1763492 bytes, checksum: f13a5f8855800fe281b8e7cfce5a6ed6 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 Air-coolers are heat exchangers based in an air stream that is blown by fans through a finned tube bundles. This equipment is used in industrial units where the availability of water is limited. Despite of the importance and sensibility of the design in the economic performance of the equipment, just a little amount of scientific works has studied automatic techniques related to this equipment design. In this context, the present work aims the optimization of the air-coolers design, in order to minimize the associated costs. The optimization problem has as an objective function that should be minimized, the total cost of the project, which includes the investment and maintenance in the heat exchanger, pump of the process stream, piping and valves, together with the operational costs related to the energy required by the operation of the pump and the fans. In the proposed approach, each point of search space corresponds to one project alternative, which is represented by a vector with the optimization variables. In the formulation of the optimization procedure, were investigated the following variables: outside tube diameter, fin frequency, fin height, pitch ratio, number of passes inside the tubes, tube length, number of tube rows, number of tubes per bundle, number of bundles per bay, number of bays, coverage percentual of the fans and air outside temperature. The constraints are presented fundamentally by a minimum excess of area which determines the technical availability of the equipment. Each evaluation of the objective function and restrictions implies in the actuation of the termofluidodynamic simulation associated to the investigated configuration. The methods that were developed to the optimization are: a stochastic method called simulated annealing and a deterministic method. Both methods reached a trajectory showing the cost decrease, however, the simulated annealing presented better results since it is global optimization method Air-coolers são trocadores de calor baseados em uma corrente de ar que escoa externamente a um feixe de tubos aletados por meio de ventiladores. São muito empregados em unidades industriais localizadas onde a disponibilidade de água é limitada. Apesar da sua importância e da sensibilidade do projeto no desempenho econômico do equipamento, um número relativamente pequeno de trabalhos abordou técnicas automáticas para o projeto deste tipo de equipamento. Neste contexto, o presente estudo tem como objetivo a otimização do projeto destes equipamentos, visando reduzir seus custos. O problema de otimização tem como função objetivo a ser minimizada o custo total do projeto, contemplando o investimento e manutenção no resfriador, na bomba da corrente de processo, nas tubulações e válvulas juntamente com os custos operacionais relativos à energia requerida para o funcionamento da bomba e do sistema de ventilação. Na abordagem proposta, cada ponto do espaço de busca corresponde a uma alternativa de projeto, sendo representado por um vetor das diferentes variáveis construtivas a serem otimizadas. Na formulação do procedimento de otimização, as variáveis investigadas foram diâmetro externo dos tubos, número de aletas por metro de tubo, altura das aletas, razão de passo dos tubos, número de passes nos tubos, comprimento dos tubos, número de filas de tubos, número de tubos por feixe, número de feixes por baia, número de baias, percentual de cobertura dos ventiladores e temperatura de saída do ar. As restrições são representadas fundamentalmente por um limite mínimo de excesso de área que determina a viabilidade técnica do equipamento. Cada avaliação das restrições e da função objetivo implica no acionamento de uma rotina de simulação termofluidodinâmica da configuração investigada. Os métodos desenvolvidos para a otimização deste problema são um método estocástico do tipo simulated annealing e um método heurístico determinístico. Ambos os métodos foram capazes de alcançar uma trajetória de redução de custos, contudo o simulated annealing apresentou melhores resultados já que se trata de um método de otimização global

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2020-12-18T13:31:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Julio_Saraçol_Domingues_Junior.pdf: 2794200 bytes, checksum: 24aeb3a3be3d62d28c455091cf074187 (MD5) Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2020-12-21T22:57:53Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Julio_Saraçol_Domingues_Junior.pdf: 2794200 bytes, checksum: 24aeb3a3be3d62d28c455091cf074187 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2020-12-21T22:57:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Julio_Saraçol_Domingues_Junior.pdf: 2794200 bytes, checksum: 24aeb3a3be3d62d28c455091cf074187 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-01-29 Sem bolsa A evolução no processo de fabricação de circuitos integrados permite cada vez mais a miniaturização dos dispositivos eletrônicos que compõem esses circuitos. Entretanto, para que a escala de integração seja cada vez maior, novos limites físicos são impostos, originando assim novos desafios para os projetistas. Neste sentido, com o objetivo de auxiliar e agilizar o projeto desse tipo de circuito, com milhões de elementos, são necessárias as ferramentas de apoio a projetos de circuitos integrados, denominadas ferramentas de EDA (do inglês, Eletronic Design Automation). Este trabalho concentra-se na etapa de síntese lógica, mais precisamente na etapa de mapeamento tecnológico. Considerando a etapa de cobertura do mapeamento, existem diversos problemas atrelados a estrutura de dados e o foco da minimização. Com isso, a complexidade envolvida nesta etapa pode ser um problema NP Completo. Dessa forma, existem diversas heurísticas que propõe soluções para a etapa de cobertura. Dentre essas heurísticas, os trabalhos recentes da literatura destacam-se pelas metodologias iterativas. Sendo assim, propõe-se a avaliação de uma metodologia iterativa baseada na abordagem de Simulated Annealing. A escolha do Simulated Annealing deu-se porque esta heurística é comumente aplicada na etapa de síntese física de circuitos integrados. Porém, não foram encontrados trabalhos com essa abordagem aplicados ao mapeamento tecnológico. A avaliação resultou em um novo método implementado na ferramenta FlexMap, a qual é um framework para o desenvolvimento de métodos para mapeamento tecnológico. Diversos experimentos foram realizados, a fim de avaliar o impacto dos vários parâmetros de configuração do Simulated Annealing. Os experimentos foram realizados para duas tecnologias, FPGA e Quantum Cellular Automata (QCA), objetivando a minimização do número de unidades lógicas utilizadas na construção do circuito. Os resultados demonstraram que a heurística se mostrou promissora. No caso de FPGAs as otimizações não foram significativas, demonstrando que são necessários alguns ajustes na abordagem proposta. Por outro lado, para a tecnologia QCA os resultados s˜ao mais expressivos, atingindo taxas de até 5,54% de otimização da solução inicial para métodos específicos de biblioteca de células QCA e taxas de até 11,38% para outros métodos. Currently, the manufacturing process of integrated circuits allow us to build electronic devices with a very large scale of integration. However, every new advances on new technologies to overcome physical limits brings new challenges for designers. Electronic Design Automation (EDA) tools have been used to help on the circuit design and on the evolution of the physical and logic synthesis. This work is focused on the logic synthesis step, regarding technology mapping methods. Considering the covering step in technology mapping, there are several problems related to data structure and minimization function. Thus, the complexity involved in this step can be a Np-hard problem. This way, there are many heuristics for to solve this covering problem. Among the heuristics of literature the iterative methods has been highlighted. So, this work proposed an evaluation of the iterative methodology based in Simulated Annealing. The Simulated Annealing (SA) heuristic is commonly used on physical synthesis. However, we could not find any work related to that and technology mapping. Therefore, we propose an evaluation of a new iterative approach for technology mapping that uses the SA technique. It was developed over the FlexMap framework, and several experiments have been made in order to evaluate the impact of some parameters used in the SA heuristic on the quality of the mapped circuit. The experiments were made for two technologies, FPGAs and Quantum Cellular Automata (QCA), aiming the minimization of the number of logical units that have to be used to build the circuit, and the results look promising. In FPGAs, the optimizations were not significant and we have identified that some improvement on certain aspects. On the other hand, the results for QCAs are more expressive, reaching optimization rates of 5,54% when compared to QCA standard cells mapping methods, and rates of 11,38% when compared to other techniques.

Nesta pesquisa é estudada a aplicação do algoritmo Simulated Annealing (SA) associada à Teoria Constructal para a otimização geométrica da forma e estrutura em problemas de transferência de calor. Dois problemas envolvendo cavidades resfriadoras são estudados. Primeiramente, o algoritmo SA é aplicado à otimização de uma cavidade em forma de Y com quatro graus de liberdade e três restrições geométricas. A mesma foi otimizada em estudos prévios da literatura através dos métodos de Busca Exaustiva (BE) e Algoritmo Genético (AG) com variação geométrica realizada através do Constructal Design. O principal parâmetro do algoritmo SA (resfriamento da temperatura de controle do algoritmo, denominado cooling schedule) também é estudado. Os modelos tradicionais de resfriamento (Boltz, Exponencial e Fast) são investigados juntamente com novos modelos híbridos, propostos neste estudo e nomeados de BoltzExp, ConstExp1 e ConstExp2. A análise dos parâmetros é realizada através de uma experiência para a otimização de dois graus de liberdade da cavidade em Y. Nesta, são executadas vinte rodadas de trinta execuções de cada versão do algoritmo SA, configurado com diferentes parâmetros de cooling schedule, sendo avaliada a quantidade de vezes que cada algoritmo alcançou a geometria ótima global. Para um problema com até três graus de liberdade, os resultados do SA são comparados com os obtidos pelos métodos BE e AG e para sistemas mais complexos é investigado o efeito das restrições fi e psi (que representam a área inscrita e a área da cavidade em Y) onde os resultados são novamente comparados com os obtidos com AG. Através de técnicas de análises estatísticas foi possível verificar diferenças significativas entre os resultados do SA com os diferentes cooling schedules investigados. Em um segundo estudo, é proposta uma nova geometria de cavidade na forma de duplo-T, para um problema da mesma natureza da cavidade em Y. A nova geometria possui cinco graus de liberdade e quatro restrições. O algoritmo SA é aplicado na otimização da cavidade em duplo-T com as mesmas configurações de parâmetros validados no processo de otimização da cavidade em forma de Y. Também foi realizada uma comparação entre o desempenho térmico da nova cavidade proposta, em forma de duplo-T, e a cavidade em forma de Y para a razão de H/L = 1 e para a otimização completa de ambas cavidades. De uma forma geral, a otimização completa demonstrou a eficiência dos modelos híbridos, assim como a vantagem em utilizar mais de uma versão do SA quanto à precisão dos resultados da otimização. Os resultados mostram que o SA é adequado e indicado à utilização junto ao método Constructal Design em problemas de cavidades. An analysis of Simulated Annealing (SA) algorithm employ with Constructal Theory for geometric optimization of shape and structure is done in this work. In this research were studied two problems of heat transfer involving cooled cavities. Firstly, the SA algorithm is applied to geometric optimization of a Y-shaped cavity with four degrees of freedom and three geometric constraints. The same geometry was optimized in the previous studies in literature through the Exhaustive Search (ES) method and Genetic Algorithm (GA) with the geometric variation performed by Constructal Design. The main parameter of SA algorithm, called cooling schedule, also is studied. The traditional models of cooling (Boltz, Exponential and Fast) were investigated jointly with new hybrids models, proposed in this study and called of BoltzExp, ConstExp1 and ConstExp2. The parameters analysis is realize by an experience for the optimization of two degrees of freedom of Y-shaped cavity. In this experience was performed twenty rounds of thirty execution for each version of SA algorithm. Each version of SA is configured with a different parameter of cooling schedule, the experience evaluated the number of times that each algorithm has achieved the global optimum geometry. To a problem with up to three degrees of freedom, the SA results are compared with the results achieved by ES and GA method. And for a more complex systems is investigated the effect of constraints fi and psi (that represents the auxiliary area and the Y-shaped cavity area), so the results obtained are compared with GA results. Through statistical analysis techniques was possible verify that the cooling schedules investigated showed significant differences in the results. In a second study, is proposed a new geometry of cavity in the form of double-T, for a problem of same nature of Y-shaped cavity. The new geometry has five degrees of freedom and four constraints. The SA algorithm is applied in the optimization of the cavity shaped double-T with the same parameters validated in the optimization process of the Y-shaped cavity. Also was realized a comparison between the thermal performance of the new cavity proposed, shaped double-T, and the thermal performance of the Y-shaped cavity for H/L = 1 and for complete optimization of both cavities. In general, the complete optimization showed the efficiency of the hybrids cooling schedules, as well as, the vantage in utilize more than one version of SA algorithm as to precision of the optimization results. The results prove that SA algorithm is appropriated and indicated to utilization jointly with Constructal Design method in cavities problems.

Electing irradiation directions to use in IMRT treatments is one of the first decisions to make in treatment planning. Beam angle optimization (BAO) is a difficult problem to tackle from the mathematical optimization point of view. It is highly non-convex, and optimization approaches based on gradient descent methods will probably get trapped in one of the many local minima. Simulated Annealing (SA) is a local search probabilistic procedure that is known to be able to deal with multimodal problems. SA for BAO was retrospectively applied to ten clinical examples of treated cases of head-and neck tumors signalized as complex cases where proper target coverage and organ sparing proved difficult to achieve. The number of directions to use was considered fixed and equal to 5 or 7. It is shown that SA can lead to solutions that significantly improve organ sparing, even considering a reduced number of angles, without jeopardizing tumor coverage.

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".