Relatório final -
complemento
OTIMIZAÇÃO COMBINATÓRIA EM SISTEMAS DE INFORMAÇÃO ASSISTIDOS POR COMPUTADOR (OC-SIAC)
Processo CNPq no. 520844/96
Coordenador:
Luiz Antonio Nogueira Lorena
http://www.lac.inpe.br/~lorena
Observação:
Este relatório cobre o período 10-12-1999 a 11-12-2000, e refere-se ao complemento de minhas atividades de pesquisas relativas ao auxílio pesquisa liberado em dezembro de 1999. O relatório final correspondente aos dois anos de pesquisa do projeto OC-SIAC foi enviado ao CNPq em julho de 1998 e pode ser consultado na página http://www.lac.inpe.br/~lorena/rel_final.html.
Resumo do projeto
O projeto (OC-SIAC) objetivou a pesquisa e desenvolvimento de algoritmos eficientes para problemas de Otimização Combinatória que ocorrem em alguns Sistemas de Informação Assistidos por Computador.
Os sistemas estudados foram os seguintes:
- Sistemas Flexíveis de Manufatura,
- Sistemas de Informações Geográficas, e
- Sistemas Automáticos para Cortes e Empacotamento.
Sistemas Flexíveis de Manufatura (SFM) podem ser definidos como um conjunto de máquinas ligadas por um sistema flexível de manipulação de material (em geral robot ou veículos de guiagem automática), todos controlados por um sistema computacional. São fartos em problemas de "clustering" e "scheduling", também em problemas de "layout". Aqui porém são tratados obedecendo a aplicação específica, produzindo mesmo problemas novos que não existiam até recentemente, tais como a otimização do "scheduling" combinado com a seleção de partes a serem manufaturadas.
Sistemas de Informações Geográficas (SIG) integram Computação Gráfica a uma base de dados. São poderosas ferramentas de análise e planejamento espacial. O comércio de SIGs representa um dos segmentos que mais crescem nos Estados Unidos, tornando-se crítica a integração de técnicas e filosofia da Pesquisa Operacional nesta tecnologia. Os problemas de Otimização Combinatória aparecem combinados à análise de redes de fluxo de dados (estradas, ruas, canais de comunicação, e outras), representados por segmentos de linha. Os algoritmos clássicos de otimização de fluxo em redes são diretamente aplicáveis. Problemas mais complexos de localização de centros (escolas, ambulatórios, e outros) e roteamento de veículos podem também ser tratados levando-se em conta várias informações espaciais.
Sistemas Automáticos para Cortes e Empacotamento apresentam problemas relacionados a determinação de padrões de corte (empacotamento) de unidades de material (objetos) de modo a produzirem (comporem) um conjunto de unidades menores (itens), satisfazendo a determinadas restrições. Dependendo do tipo de objeto (barra, placas, caixas, e outros) temos os chamados problemas unidimensional, bidimensional, tridimensional e outros. Tais sistemas se beneficiam muito de processos automatizados, como maquinas de controle numérico e sistemas CAD para cortes irregulares. Aqui também vários problemas clássicos da otimização combinatória aparecem, tais como, mochila, cobertura de conjuntos e outros. Os problemas específicos da área são propícios ao uso de heurísticas.
Principais resultados obtidos
Os resultados obtidos com a pesquisa estão divididos em:
Projetos Temáticos:
Sigla: ARSIG-2
Projeto temático FAPESP
http://www.lac.inpe.br/~lorena/ArsigIndex.html
Situação atual: em andamento.
Equipe:
Coordenador:
Dr. Luiz Antonio Nogueira Lorena
Pesquisador Titular - LAC/INPE
Participantes do INPE:
Dr. Luiz Antonio Nogueira Lorena
Dr. Horácio Hideki Yanasse
Dr. João Argemiro C. Paiva
Marcos A. Pereira bolsista PCI CNPq
Participantes da FEG/UNESP:
Prof. Dr. Edson Luiz França Senne
Prof. Dr. Edgard Dias Batista Júnior
Prof. Dr. José Celso Freire Júnior
Participantes do CNPTIA/EMBRAPA:
Dr. Marcelo Gonçalves Narciso
Sumário
Este projeto visa desenvolver Sistemas de Apoio à Decisão que são baseados em redes e na plataforma computacional de Sistemas de Informações Geográficas. O enfoque da distribuição espacial será comum aos problemas e aplicações que serão tratados no projeto. Devido à experiência anterior da equipe, o desenvolvimento estará dando ênfase a aplicações no ambiente urbano, levando em consideração sua malha urbana, com dados e mapas digitalizados. Será também iniciada a identificação e solução de problemas que envolvem redes no ambiente agrícola. O propósito final é dotar decisores, de ferramentas úteis na solução de problemas de localização de facilidades, roteamento de veículos, problemas de transportes e problemas relacionados. São problemas que justificam a atenção devido ao fato de aparecerem em diversas aplicações e serem considerados de difícil solução. Vários novos algoritmos vêm sendo desenvolvidos com sucesso por membros da equipe, com diversas aplicações nas áreas assinaladas. Uma fase importante que será também priorizada é a coleta e análise de dados que podem ser referenciados geograficamente. A base da equipe será formada por pesquisadores experientes que já atuaram ou atuam em projetos temáticos, e permitirá aplicações práticas, definidas para cidades do Vale do Paraíba.
Projeto temático FAPESP
http://www.densis.fee.unicamp.br/~franca/tematico
Situação atual: em andamento.
Equipe:
Coordenador:
Paulo Morelato França - FEEC/UNICAMP
Colaboradores por Instituição:
Luiz Antonio Nogueira Lorena (INPE)
Horácio Hideki Yanasse (INPE)
Marcos Nereu Arenales (USP-S.Carlos)
Reinaldo Morabito Neto (UFSCAR-S.Carlos)
Vinícius Amaral Armentano (FEEC/UNICAMP)
Publicações:
Senne, E. L. F. and Lorena, L. A. N. Lagrangean/surrogate heuristics for p-median problems. In Computing Tools for Modeling, Optimization and Simulation: Interfaces in Computer Science and Operations Research, M. Laguna and J. L. Gonzalez-Velarde (eds.), Kluwer Academic Publishers, pp. 115-130, 2000
Ribeiro Filho, G. and Lorena, L. A. N. A Constructive Evolutionary Approach to the Machine-Part Cell Formation Problem In Buildings Competencies for International Manufacturing - Perpectives for developing countries, A. Fleury, H. Yoshizaki, L. B. M. Guimarães and J. L. D. Ribeiro (eds.) UFRGS/FEENG, Porto Alegre, pp. 340-348, 2000
Trabalhos aceitos para publicação:
Yamamoto, M. ; Camara, G. and Lorena, L. A. N. Tabu search heuristic for point-feature cartographic label placement. GeoInformatica - 1999.
Lorena, L. A. N. and Furtado, J. C. Constructive genetic algorithm for clustering problems. Evolutionary Computation - 2000
Submetidos para publicação:
Narciso, M. G. and Lorena, L.A.N. Using local surrogate information in Lagrangean relaxation: an application to symmetric traveling salesman problems. European Journal of Operational Research - 1998 ==> 2d version
Lorena, L.A.N. ; Narciso, M. G. and Beasley J. E. A constructive genetic algorithm for the generalized assignment problem. Evolutionary Optimization - 1999 ==> 2d version
Ribeiro Filho, G. and Lorena, L. A. N. Constructive genetic algorithm and Column Generation: an application to graph coloring. European Journal of Operational Research - 2000
Ribeiro Filho, G. and Lorena, L. A. N. Constructive genetic algorithm for Machine-part Cell Formation. Journal of Intelligent Manufacturing - 2000
Lorena, L. A. N. ; Senne, E. L. F. ; Paiva, J. A. C. e Pereira M. A. Integração de modelos de localização a sistemas de informações geográficas. Pesquisa Operacional - 2000.
Lorena, L. A. N. and Senne, E. L. F. Local search heuristics for capacitated p-median problems Operations Research Letters - 2000
Ribeiro Filho, G. and Lorena, L. A. N. A Constructive Evolutionary Approach to School Timetabling. EvoCOP2001 - Springer Lecture Notes in Computer Science - 2000
Trabalhos apresentados em congressos:
Ribeiro Filho, G. and Lorena, L. A. N. Constructive genetic algorithm and Column Generation: an application to graph coloring. APORS2000 - The Fifth Conference of the Association of Asian-Pacific Operations Research Societies within IFORS - 2000
Narciso, M. G. and Lorena, L.A.N. Um método exato para multiplicadores lagrangeano/surrogate. IV Oficina Nacional de Problemas de Corte e Empacotamento - INPE/ maio - 2000.
Ribeiro Filho, G. and Lorena, L. A. N. Algoritmo Genetico Construtivo e geracao de colunas: uma aplicacao para coloracao de grafos XXXII SBPO - Simposio Brasileiro de Pesquisa Operacional - Vicosa - 2000
Narciso, M. G. ; Lorena, L.A.N. and Furtado, J. C. Mutação de localização-alocação para problemas de p-medianas XXXII SBPO - Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional - Viçosa - 2000
Lorena, L. A. N. and Senne, E. L. F. Local search heuristics for capacitated p-median problems EURO XVII - The 17th European Conference on Operational Research - Budapeste - Hungria - Jul. 16-19, 2000
Ribeiro Filho, G. and Lorena, L. A. N. Constructive Genetic Algorithm application to school timetabling EURO XVII - The 17th European Conference on Operational Research - Budapeste - Hungria - Jul. 16-19, 2000
Ribeiro Filho, G. and Lorena, L. A. N. A Constructive Evolutionary Approach to the Machine-Part Cell Formation Problem VI International Conference on Industrial Engineering and Operations Management - São Paulo-29/10-01/11/2000.
Obs.: No XXXII SBPO participei ainda de mesa redonda sobre SIGs.
Docência e orientação:
Curso: Computação Aplicada no INPE
Docência
Otimização Combinatória - 3° período 2000
Orientação
Mestrado
Helena Kiyoka Kobayashi
a partir de março 1999
Doutorado
Geraldo Ribeiro Filho
defendeu em 06-12-2000
Tese: Melhoramentos no Algoritmo Genético Construtivo e Novas Aplicações em Problemas de Agrupamentos
Reinaldo G. Arakaki
a partir de março/1997
Missae Yamamoto
(co-orientação com Gilberto Câmara)
a partir de março/1999
Alexandre César Muniz de Oliveira
(co-orientação com Sandra A. Sandri)
a partir de junho/1999
Silvely Nogueira de Almeida Salomão
a partir de março/2000
Assessoria
FAPESP: Assessor para pedidos de bolsas e auxílios.
CNPq: Assessor para pedidos de bolsas, cooperação internacional e auxílios.
CAPES: Assessor para pedido de auxílio.
Revisor
Revista: European Journal of Operational Research
Revista: Produção (Membro do Conselho Científico)
Revista: Pesquisa Operacional
Resumo das atividades
Auxílio pesquisa período 10/12/1999 a 11/12/2000
Luiz Antonio Nogueira Lorena
Trabalhos |
Internacionais |
Nacionais |
Total parcial |
|
Orientação |
Final |
Em andamento |
Total parcial |
||||
Publicados em revistas e/ou capítulos de livros |
2 |
|
2 |
|
Doutorado |
1 |
4 |
5 |
||||
Aceitos para publicação |
2 |
|
2 |
|
Mestrado |
|
1 |
1 |
||||
Submetidos para revistas |
6 |
1 |
7 |
|
Iniciação científica |
|
|
|
||||
Apresentados em congressos |
4 |
3 |
7 |
|
Totais |
1 |
5 |
7 |
||||
Totais |
13 |
4 |
18 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
Projetos temáticos |
CNPq |
FAPESP |
Total parcial |
|
||||||||
Em Sistemas Flexíveis de Manufatura |
|
1 |
1
|
|
||||||||
Em Sistemas de Informações Geográficas |
|
1 |
1 |
|
||||||||
Totais |
|
2 |
2 |
|