VII SEMANA DO PROGRAMA DE PÓS- …leg.ufpr.br/~leonardo/semana/caderno_de_resumos_2006.pdf · nas áreas de Engenharia e de Ciências Exatas, ... REDES NEURAIS ARTIFICIAIS ... reduziu-os

VII SEMANA DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM MÉTODOS

NUMÉRICOS EM ENGENHARIA

Caderno de Resumos

3 a 5 de Outubro de 2006 Curitiba- PR

VII SEMANA DO PPGMNE

Comissão Organizadora

Cassius Tadeu Scarpin Edevilson Gomes Pereira

Leonardo Ramos Emmendorfer Maiko Buzzi

Raphael Fernando Scuciato Ricardo Felippe Ramos

Rosangela Willwock

Coordenação: Prof. Dr. Sérgio Scheer

Auditório LAME/CESEC Centro Politécnico – UFPR

Curitiba - PR

Setor de Ciências Exatas e de Tecnologia

Departamentos de Construção Civil e de Matemática Centro de Estudos de Eng. Civil Prof. Inaldo Ayres Vieira - CESEC

APRESENTAÇÃO

O Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia (PPGMNE), da Universidade Federal do Paraná (UFPR), vem realizando, anualmente, sua semana acadêmica, a Semana do PPGMNE, no Centro Estudos de Engenharia Civil Professor Inaldo Ayres Vieira (CESEC). Este evento tem como principal objetivo divulgar os trabalhos que são desenvolvidos pelos alunos do programa. Além disso, a semana acadêmica pretende favorecer a integração dos alunos do próprio programa e atrair profissionais interessados e alunos dos cursos de graduação nas áreas de Engenharia e de Ciências Exatas, que podem vislumbrar a continuidade de seus estudos no PPGMNE.

As áreas de concentração ofertadas pelo PPGMNE são: Mecânica Computacional (cujas linhas de pesquisa são Mecânica dos Sólidos Computacional e Dinâmica dos Fluidos Computacional) e Programação Matemática (cujas linhas de pesquisa são Abordagem de Problemas de Pesquisa Operacional, Métodos Estatísticos aplicados à Engenharia e Problemas de Otimização e de Análise Numérica).

Além das apresentações de alunos, as atividades da Semana do PPMNE incluem também palestras ministradas por professores, pesquisadores e profissionais ligados a áreas relacionadas ao programa. Nesta edição a ênfase foi dada a temas vinculados à pesquisa. Foram convidados palestrantes externos e locais, visando fomentar um intercâmbio de experiências e idéias entre grupos de pesquisa geograficamente distantes.

Pretendemos que este evento, em sua sétima edição, atinja cada vez mais fortemente os seus objetivos, fazendo com que os alunos do PPGMNE apresentem crescimento e amadurecimento pessoal e intelectual no decorrer do curso. Acreditamos também que este tipo de iniciativa contribui positivamente para o desenvolvimento da pós-graduação em nosso país.

Agradecemos a todos os que, de alguma forma, contribuíram para a realização deste evento. Em particular, agradecemos:

⋅ aos palestrantes; ⋅ à secretária do PPGMNE, Maristela Bandil; ⋅ à coordenação do curso;

Comissão Organizadora

Outubro/2006.

SUMÁRIO Palestras CONTRIBUIÇÃO DA ANÁLISE FATORIAL À ANÁLISE ECONÔMICO-FINANCEIRA DE EMPRESAS FLORESTAIS (Claudio Luchesa - UNOESC, Campus Videira) ........................ 2 MODELAGEM COMPUTACIONAL EM BIOMECÂNICA (Mildred Balin Hecke - Centro de Estudos em Engenharia Civil, UFPR) ....................................................................................... 3 OTIMIZAÇÃO DA ATRIBUIÇÃO DE ANTENAS EM TELEFONIA CELULAR (Silvely Salomão Néia - Faculdade de Ciências e Tecnologia da UNESP Presidente Prudente)............ 4 Apresentações dos alunos ABORDAGENS DO PROBLEMA DE ROTEAMENTO APLICADO NO TRANSPORTE ESCOLAR (Adriano Vitor)........................................................................................................ 6

ESTUDO DA PROPAGAÇÃO DA ONDA GERADA PELA RUPTURA DE UMA BARRAGEM UTILIZANDO O MÉTODO DOS VOLUMES FINITOS (André Luiz Tonso Fabiani e Maurício Felga Gobbi)................................................................................................ 7

APLICAÇÃO DA ANÁLISE MULTIVARIADA NA INFRA-ESTRUTURA E DESEMPENHO DAS ESCOLAS PÚBLICAS E PRIVADAS DO ENSINO FUNDAMENTAL E MÉDIO PERTENCENTES AO NÚCLEO REGIONAL DE PARANAVAÍ (Ângela F. Marques)........................................................................................... 8

OTIMIZAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE CARGA HORÁRIA DE PROFESSORES ATRAVÉS DA META-HEURÍSTICA DE SIMULATED ANNEALING E DA HEURÍSTICA REDE DE WANG (Aramis Klingenfuss Junior)................................................ 9

CONTRIBUIÇÕES PARA FORMULAÇÃO DE UM MÉTODO DE CONSTRUÇÃO E AVALIAÇÃO DE OBJETOS EDUCACIONAIS PARA MÉTODOS NUMÉRICOS (Carmen Lúcia Graboski da Gama e Sérgio Scheer) ................................................................ 10

TÉCNICAS DA PESQUISA OPERACIONAL APLICADAS NA OTIMIZAÇÃO DO FLUXO DE PACIENTES DO SISTEMA ÚNICO DE SAÚDE DO ESTADO DO PARANÁ (Cassius Tadeu Scarpin)............................................................................................................ 12

ANÁLISE DE CONFIABILIDADE ESTRUTURAL APLICADA A BARRAGENS (Claudio Marchand Krüger)....................................................................................................... 13

UM MÉTODO DE MULTICRITÉRIO PARA AVALIAÇÃO DA QUALIDADE AMBIENTAL DE TRÊS RIACHOS TRIBUTÁRIOS AO RESERVATÓRIO DE ITAIPU (Cleodimar Fernandes)................................................................................................................ 14

ANÁLISE DE QUALIDADE NA PRESTAÇÃO DE SERVIÇOS DA FECILCAM SEGUNDO O MÉTODO SERVQUAL (Diogo Heron Macowski)........................................... 15

APLICAÇÃO DE TÉCNICAS DE SIMULAÇÃO PARA AVALIAR O SISTEMA DE ATENDIMENTO TELEFÔNICO DA COPEL (Dirceu Scaldelai e Volmir Eugênio Venn)........................................................................................................................................... 16

UMA NOVA HEURÍSTICA COM BASE EM ALGORITMOS GENÉTICOS PARA O TRATAMENTO PÓS-OTIMIZADO DE UM MODELO FLORESTAL, VISANDO ATENDER QUESTÕES OPERACIONAIS BEM COMO ATENDER DEMANDAS NO HORIZONTE DE PLANEJAMENTO (Edevilson Gomes Pereira e Celso Carnieri)............... 17

ANÁLISE PROBABILÍSTICA DA ESTABILIDADE DE TRELIÇAS PELO MÉTODO DE MONTE CARLO (Eloy Kaviski e Liliana Madalena Gramani Cumin).............................. 18

ESTUDO DO PROBLEMA DE QUASE RUÍDO BRANCO EM SÉRIES TEMPORAIS COM ESTRUTURA ARMA DE ORDEM SUPERIOR A DOIS (Emerson Marcos Furtado).. 19

OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE PICKING DE UM CENTRO DE DISTRIBUIÇÃO (Fernando Yudi Sakagut)............................................................................................................ 20

ESTUDO MECANOBIOLÓGICO DO MECANISMO DE DIFERENCIAÇÃO DE TECIDOS NO PROCESSO DE REMODELAMENTO ÓSSEO E NA CONSOLIDAÇÃO DE FRATURAS ÓSSEAS: ANÁLISE DO ESTADO DA ARTE (Flávia Viviani Tormena e Mildred Ballin Hecke)................................................................................................................ 21

ANÁLISE DE PROCESSOS TRABALHISTAS UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS COMO APOIO À TOMADA DE DECISÕES (Genival Pavanelli, Maria Teresinha Arns Steiner e Deise Maria Bertholdi Costa)............................................................ 22

LOCALIZAÇÃO DE ATIVIDADES ECONÔMICAS VIA TEORIA MULTICRITÉRIO: UM ESTUDO DE CASO (Gislaine Aparecida Periçaro e Neida Maria Patias Volpi).................... 24

UMA REVISÃO SOBRE O USO DE REDES NEURAIS NA PREVISÃO DE SÉRIES TEMPORAIS (Gláucio José Cardozo Dias)............................................................................... 25

PREVISÃO HIDROLÓGICA EM ESCALA HORÁRIA COM ATUALIZAÇÃO DINÂMICA (Helder Rafael Nocko e Nelson Luis da Costa Dias)............................................ 26

COMPARAÇÃO DE MÉTODOS DE ESTIMAÇÃO DE PARÂMETROS EM MODELOS DE REGRESSÃO LOGÍSTICA COM VARIÁVEL RESPOSTA POLITÔMICA (Inácio Andruski Guimarães)................................................................................................................... 27

FUNÇÃO DISCRIMINANTE QUADRÁTICA APLICADA NO RECONHECIMENTO E CLASSIFICAÇÃO DE NASCIDOS VIVOS QUANTO À SOBREVIVÊNCIA OU ÓBITO NO PRIMEIRO ANO DE VIDA (Ivan de Oliveira e Anselmo Chaves Neto).......................... 28

ESTUDO DO MONITORAMENTO E ANÁLISE DA CAPACIDADE DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁGUA POTÁVEL (Jairo Marlon Corrêa e Anselmo Chaves Neto)............ 29

LAGRANGEANO AUMENTADO APLICADO A PROBLEMAS DE CARTEIRAS DE INVESTIMENTOS (Juarez Siedlecki Andrade)........................................................................ 30

AVALIAÇÃO E PREDIÇÃO DE PREÇOS DE IMÓVEIS URBANOS UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS (Juliano Fabiano da Mota e Maria Teresinha Arns Steiner)....................................................................................................................................... 31

ABORDAGENS PARA A COMPUTAÇÃO EVOLUTIVA ATRAVÉS DO APRENDIZADO DE MÁQUINA E DA INFERÊNCIA ESTATÍSTICA (Leonardo Ramos Emmendorfer e Aurora Trinidad Ramirez Pozo)....................................................................... 32

O USO DE TÉCNICAS DE MINERAÇÃO DE DADOS NO PROGNÓSTICO DE DESISTÊNCIA DE ALUNOS EM IES PRIVADAS: UM ESTUDO DE CASO NA REGIÃO DE FOZ DO IGUAÇU-PR. (Levi Lopes Teixeira).................................................... 33

SOLUÇÃO NUMÉRICA DE ESCOAMENTOS REATIVOS EM MOTOR-FOGUETE COM REFRIGERAÇÃO REGENERATIVA (Luciano Kiyoshi Araki e Carlos Henrique Marchi)........................................................................................................................................ 34

AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DO ÓLEO ISOLANTE EM TRANSFORMADORES COM O EMPREGO DA FUNÇÃO DISCRIMINANTE QUADRÁTICA (Luis Augusto Paixão e Anselmo Chaves Neto)................................................................................................. 35

DESENVOLVIMENTO DE UM MODELO PARA ANÁLISE QUANTITATIVA DO FLUXO LOGÍSTICO DO PORTO DE PARANAGUÁ USANDO SIMULAÇÃO MATEMÁTICA E ESTATÍSTICA (Marcos Antonio Masnik Ferreira).................................. 36

SOBRE A IMPORTÂNCIA DA VELOCIDADE DE ATRITO PARA AS TEORIAS DE SIMILARIDADE EM TURBULÊNCIA ATMOSFÉRICA (Mateus Bernardes e Nelson Luis Dias)............................................................................................................................................ 37

LAMINATED COMPOSITE BEAM: ERROR IDENTIFICATION AND STRESS ANALYSIS (Rafael Holdorf Lopez e João Elias Abdalla Filho)…........................................... 38

ESTUDO TEÓRICO E IMPLEMENTAÇÃO COMPUTACIONAL DO MÉTODO DE ELEMENTOS DE CONTORNO APLICADO A PROBLEMAS DE ELASTICIDADE LINEAR BIDIMENSIONAIS (Raphael Fernando Scuciato).................................................... 39

MÉTODOS NUMÉRICOS DE ESTIMAÇÃO DOS RISCOS EM APLICAÇÕES ENVOLVENDO OPÇÕES FINANCEIRAS (Ricardo Felippe Ramos e Celso Carnieri)......... 40

UMA FORMULAÇÃO PARA O MÉTODO DOS ELEMENTOS DE CONTORNO PARA PROBLEMAS BIDIMENSIONAIS DE FLUXO DE CALOR (Roberto José Vanzuit, José Antonio Marques Carrer e Luiz Alkmin de Lacerda)................................................................. 41

ESTUDO DAS CONDIÇÕES DE QUALIFICAÇÃO E DE OTIMALIDADE PARA PROBLEMAS DE PROGRAMAÇÃO NÃO LINEAR (Rodrigo Garcia Eustáquio, Elizabeth Wegner Karas e Ademir Alves Ribeiro)..................................................................................... 42

APLICAÇÃO DE MODELAGEM DE TURBULÊNCIA NA CAMADA LIMITE ATMOSFÉRICA PARA VERIFICAR EFEITOS LOCAIS DE TOPOGRAFIA (Roger Paul Dorweiler e Maurício Felga Gobbi)........................................................................................... 43

OTIMIZAÇÃO NO SEQUENCIAMENTO DE PRODUÇÃO SOB RESTRIÇÃO DE DESORDEM PROCESSUAL ESTIMADA PELO MÉTODO DE ANÁLISE HIERÁRQUICA (AHP) (Ronaldo Vinícius Casagrande).......................................................... 44

ANÁLISE DE AGRUPAMENTO APLICADA A LEITURAS DE INSTRUMENTOS DE MONITORAÇÃO GEOTÉCNICO-ESTRUTURAL DA BARRAGEM DE ITAIPU (Rosangela Villwock, Maria Teresinha Arns Steiner e Andréa Sell Dyminski)....................... 45

EFEITOS DO ERRO AMOSTRAL NAS ESTIMATIVAS OBTIDAS ATRAVÉS DAS TÉCNICAS DE ANÁLISES MULTIVARIADAS (Sachiko Araki Lira e Anselmo Chaves Neto)............................................................................................................................................ 46

O PROBLEMA DE ROTEAMENTO DE VEÍCULOS APLICADO AO TRANSPORTE DOS FUNCIONÁRIOS DA ITAIPU BINACIONAL (Samuel Bellido Rodrigues e Maria Teresinha Arns Steiner)............................................................................................................... 47

DEA – ANÁLISE ENVOLTÓRIA DE DADOS – UMA FERRAMENTA IMPORTANTE PARA A AVALIAÇÂO DO SISTEMA EDUCACIONAL. (Sebastião Geraldo Barbosa)...... 48

TRATAMENTO DA ÁGUA: O MONITORAMENTO DAS CARACTERÍSTICAS DE QUALIDADE DA ÁGUA POTÁVEL (Solange Regina dos Santos e Anselmo Chaves Neto)........................................................................................................................................... 49

ANÁLISE DE INCERTEZAS, IDENTIFICAÇÃO E ANÁLISE DE CORRELAÇÃO DOS INSTRUMENTOS MAIS SIGNIFICATIVOS DE MONITORAÇÃO GEOTÉCNICO-ESTRUTURAL NA BARRAGEM DE ITAIPU (Maiko Fernandes Buzzi, Andrea Sell Dyminski,e Anselmo Chaves Neto)........................................................................................... 50

Anais da VII Semana do Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia

PALESTRAS

1


CONTRIBUIÇÃO DA ANÁLISE FATORIAL À ANÁLISE ECONÔMICO-FINANCEIRA DE EMPRESAS FLORESTAIS

Cláudio Luchesa UNOESC - Campus Videira

[email protected]

Existem diversos métodos para a análise econômico-financeira das empresas. Dentre eles, por diversas razões, o mais empregado é o da análise através de índices. Uma pesquisa na bibliografia brasileira especializada possibilitou identificar mais de duas centenas de índices diferentes. Contudo, a sua seleção, pelo do critério de emprego pelo maior número de autores, reduziu-os para vinte e seis índices de uso generalizado em balanços de empresas quaisquer. Em face das características operacionais específicas das empresas florestais, pressupôs-se que o emprego daqueles índices, de uso generalizado na análise econômico-financeira de empresas quaisquer, não fosse adequado para a análise das empresas florestais. Tal pressuposto decorre do ciclo operacional relativamente longo das empresas florestais, quando confrontado com o ciclo operacional, relativamente curto, das demais empresas. Pressupôs-se que esta diferença entre os ciclos operacionais de empresas quaisquer e empresas florestais resultaria em desempenhos econômico-financeiros, bem como em condições patrimoniais totalmente diversos. Ora, os índices de análise econômico-financeira são desenvolvidos para a análise de empresas quaisquer, de ciclos operacionais curtos, do que decorre o pressuposto de que a sua aplicação, na análise econômico-financeira das empresas florestais, não seria a mais adequada. Embora tenha iniciado o seu desenvolvimento há mais de cem anos, a estatística multivariada é de uso recente; o seu pleno desenvolvimento e as suas aplicações não contam mais do que meio século. Tal demora no desenvolvimento e uso derivou das dificuldades operacionais para efetuar cálculos vetoriais e matriciais de muitas variáveis, sem os recursos da informática. Assim, esta ferramenta estatística, hoje indispensável no campo da pesquisa, só iniciou efetivamente seu processo de pleno desenvolvimento teórico e aplicativo a partir da década de sessenta do século passado. Um dos algoritmos de grande utilidade para a pesquisa, fornecido pela estatística de variáveis múltiplas, é a análise fatorial. Investigou-se, com o uso da análise fatorial, em que medida os índices usualmente empregados para a análise econômico-financeira de empresas quaisquer, podem ser empregados na análise das empresas florestais. Vinte e seis índices, selecionados entre os duzentos e quarenta e três índices encontrados nas principais publicações nacionais sobre análise econômico-financeira, foram aplicados sobre os balanços de duzentas e trinta e sete empresas, constituídas sob a modalidade jurídica de sociedades anônimas de capital aberto, dentre as quais três empresas madeireiras e oito empresas produtoras de papel e celulose. Não existem, no Brasil, empresas constituídas sob esta modalidade jurídica de sociedades anônimas de capital aberto que se dediquem exclusivamente à produção de madeira e, assim, a pesquisa foi conduzida em relação a estas onze empresas ligadas à área florestal, três madeireiras e oito produtoras de papel e celulose. Obteve-se, assim, uma matriz de dados de duzentas e trinta e sete linhas por vinte e seis colunas sobre a qual aplicou-se a análise fatorial. O resultado mostrou que alguns destes vinte e seis índices, usualmente empregados para a análise econômico-financeira de empresas quaisquer, não são adequados à análise daquelas onze empresas ligadas à área florestal.

2


MODELAGEM COMPUTACIONAL EM BIOMECÂNICA

Mildred Ballin Hecke Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia

Universidade Federal do Paraná Centro Politécnico – CEP: 81.531–990

Curitiba – PR [email protected]

Resumo

Numa análise morfológica da palavra Biomecânica, pode-se decompor o termo no prefixo “bio”, de biológico, ou seja, relativo aos seres vivos e, mecânica. Logo, a partir da análise morfológica da palavra, a Biomecânica é a aplicação dos princípios da Mecânica aos seres vivos. Uma das linhas de pesquisa bastante promissoras do PPGMNE é a Modelagem Computacional de Estruturas Biomecânicas. Nela, o Grupo de Pesquisas de Biomecânica da UFPR (http://www.cesec.ufpr.br/bioengenharia/) pretende estudar e desenvolver técnicas que permitam simular computacionalmente como as condições físicas ou mecânicas que regulam os processos biológicos (também conhecida como Mecanobiologia Computacional). Para tal, são utilizados métodos, que originalmente se aplicam à análise de problemas da engenharia estrutural (mais especificamente, o Método dos Elementos Finitos), combinados com outros algoritmos de otimização. Do ponto de vista da mecânica, a tarefa é considerada um “problema de valor de contorno”, por meio do qual as cargas aplicadas na fronteira de um domínio são transferidas para variáveis mecânicas locais dentro do domínio, dependendo da geometria e das propriedades mecânicas de seus materiais. Do ponto de vista biológico, a tarefa é baseada na premissa de que variáveis mecânicas locais estimulam as células em seu trabalho de regular a composição da matriz, da densidade ou da estrutura óssea. Os mecanobiologistas computacionais costumam idealizar uma regra potencial para o comportamento biológico e determinar computacionalmente o resultado que essa hipótese produz nas estruturas dos tecido e nas morfologias reais para, na seqüência, compará-las com resultados experimentais realizados “in vivo” e “in vitro”. Nesta palestra serão ilustradas algumas simulações numéricas e aplicações do Método dos Elementos Finitos na solução de problemas da Odontologia e da Ortopedia realizadas por integrantes do Grupo de Pesquisas de Biomecânica da UFPR. Sendo realizadas computacionalmente, tais simulações podem reduzir o custo e o tempo gasto na avaliação e no desenvolvimento de componentes da indústria de componentes biomédicos e odontológicos implantáveis. Pretende-se também contribuir com o desenvolvimento da indústria nacional de biocomponentes já que a Universidade pode, através de trabalhos de extensão, promover o desenvolvimento de pesquisas aplicadas nessa área. Palavras Chave: Bioengenharia, Mecanobiologia, Método dos Elementos Finitos

3

http://www.ppgmne.ufpr.br/c4b.htm

http://www.ppgmne.ufpr.br/c4b.htm


OTIMIZAÇÃO DA ATRIBUIÇÃO DE ANTENAS EM TELEFONIA CELULAR

Silvely Salomão Néia UNESP - Campus Presidente Prudente

[email protected]

O problema de atribuição de antenas celulares à centros de comutação e controle (PAACCC) constitui um problema de programação linear inteira 0-1 que se destaca por ser um problema NP-completo. O PAACCC foi primeiramente proposto por Merchant e Sengupta (1995) como um problema de programação linear e inteira, que o resolveu heuristicamente. Quintero e Pierre (2002) usaram o algoritmo memético para resolver este problema e fizeram uma comparação com a busca tabu usado por Pierre e Houéto (2002) e também as heurísticas usadas por. Founier e Pierre (2005) usaram o algoritmo da colônia de formigas, fazendo uma combinação desta meta-heurística com o método k-opt. O uso da decomposição Dantzig-Wolfe combinada com a técnica de geração de colunas tem sido muito utilizada para resolver problemas de programação linear inteira de grande porte. Ao aplicar esta regra o problema é decomposto em dois problemas, um denominado de Problema Mestre e outro de Subproblema. O subproblema obtido através da decomposição do PAACCC é um problema da mochila 0-1, com uma estrutura diferente em sua função objetivo do clássico problema da mochila 0-1 encontrado na maioria dos textos da literatura científica. Este trabalho faz um estudo da estrutura deste Subproblema explorando sua estrutura não-linear no modelo matemático e as particularidades de sua aplicação. Os resultados obtidos pela implementação da Geração de Colunas são apresentados fazendo-se uma comparação entre a complementação da relaxação lagrangeana e a relaxação lagrangeana/surrogate e podem ser encontrados em Senne et alli (2006).

Referências Bibliográficas

[1] Houéto, F. e Pierre, S. Assigning cells to swuitches in cellular mobile networks using taboo search.

IEEE Transactions on System, Mam, and Cybernetics, Part B, vol.32, n.3, pp. 351-356 (2002) [2] Merchant, A. e Sengupta, B. Assigniment of cells to switches in PCS networks. IEEE/ACM

Transactions on networking, vol.3, n.5 pp. 521-526 (1995) [3] Quintero, A. e Pierre, S. Assigning cells to switches in cellular mobile networks: a comparative study.

Computer communications, vol. 26, pp. 950–960 (2003) [4] Fournier, J. R. L. e Pierre, S. Assigning cells to switches in cellular mobile network using an ant

colony optimization. Computer communications, vol. 28, pp. 65–73 (2005). [5] Senne, E.L.F.; Lorena, L.A.N. e Salomão, S.N.A. Uma abordagem de geração de colunas para o

Problema Generalizado de Atribuição. Revista Produção Online, ABEPRO, v. 4, n. 4, p. 2950-2957, 2004

4


APRESENTAÇÕES DOS ALUNOS

5


ABORDAGENS DO PROBLEMA DE ROTEAMENTO APLICADO NO TRANSPORTE ESCOLAR

Adriano Vitor Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

Apesar de muito útil e com diversas aplicações, devido ao seu grau de complexidade para se chegar em respostas ótimas através de métodos que utilizam algoritmos exatos, o problema de roteamento será abordado neste trabalho através de heurísticas como a heurística Clarke e Wright, heurística de Gillet Miller e outras que apresentem resultados próximos do ótimo em tempos computacionais desejáveis. Contudo, o problema o qual será implementado está ligado ao transporte terceirizado dos alunos de escolas municipais de Campo Mourão, o que deixa margem à utilização de métodos exatos, recomendados justamente em casos de problemas menores, pelo fato de diminuir o tempo computacional a valores aceitáveis como discutido em GANHOTO [1]. Sendo assim, esta possibilidade de utilização dos métodos exatos não é totalmente descartada e depende é claro dos resultados obtidos com as heurísticas. O processo de resolução do problema terá o objetivo de traçar rotas que ao mesmo tempo sejam capazes de atender aos horários em que os alunos devem ser entregues nos colégios, minimizar a quantidade de ônibus necessária para este serviço, minimizar as distâncias percorridas por cada ônibus em cada linha passando pelos pontos da cidade previamente definidos em contrato com a prefeitura. Palavras-Chave: Problemas de Roteamento, Transporte Escolar. Referências Bibliográficas [1] GANHOTO, M. A., Abordagens para Problemas de Roteamento. Campinas, 2004. Dissertação (Mestrado em Computação na Área de Engenharia de Software), Universidade Estadual de Campinas - Unicamp.

6


ESTUDO DA PROPAGAÇÃO DA ONDA GERADA PELA RUPTURA DE UMA BARRAGEM UTILIZANDO O MÉTODO DOS VOLUMES

FINITOS

André Luiz Tonso Fabiani e Maurício Felga Gobbi Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

Este trabalho apresenta resultados obtidos no estudo da onda gerada pela ruptura de uma barragem. O modelo unidimensional é aplicado a casos que possuem resultados analíticos (conforme HENDERSON, 1966), a fim de determinar o erro numérico das aproximações utilizadas (baseado em MARCHI, 2001 e SILVA e MARCHI, 2000) quando da aplicação do Método dos Volumes Finitos (MALISKA,1995) e da discretização das equações de Saint-Venant através de esquemas UDS e CDS – esquemas de diferenças a montante e centradas, respectivamente. São apresentados, também, aplicações a casos que não ter solução analítica, mas possuem outros resultados numéricos na literatura. A formulação das equações de Boussinesq para problemas uni- e bidimensionais é apresentada (com desenvolvimento baseado em CHAUDHRY, 1990). A discretização das equações de Saint-Venant para os casos bidimensionais é apresentada. Palavras-Chave : Ruptura de Barragem; Método dos Volumes Finitos; Equação de Saint-Venant; Equação de Boussinesq; Erro numérico Referências Bibliográficas [1] CHAUDHRY, M. Hanif Open-channel flow, Englewood Cliffs : Prentice Hall, 483 p. [2] MARCHI, Carlos Henrique, Verificação de soluções numéricas unidimensionais em dinâmica dos fluidos, Florianópolis : UFSC, tese de doutoramento, 305 p., 2001. [3] SILVA, António Fábio Carvalho da; MARCHI, Carlos Henrique, Estimativa de erros de discretização multidimensional em dinâmica dos fluidos, In: IV Simpósio Mineiro de Mecânica Computacional, 2000, Uberlândia, MG. IV Simpósio Mineiro de Mecânica Computacional, 2000, v. 1, p. 497-504. [4] HENDERSON, F. M. Open channel flow, New York : MacMillan, 1966, 522 p. [5] MALISKA, Clóvis R. Transferência de calor e mecânica dos fluidos computacional : fundamentos e coordenadas generalizadas, Rio de Janeiro : LTC Editora, 424 p.

7


APLICAÇÃO DA ANÁLISE MULTIVARIADA NA INFRA-ESTRUTURA E DESEMPENHO DAS ESCOLAS PÚBLICAS E

PRIVADAS DO ENSINO FUNDAMENTAL E MÉDIO PERTENCENTES AO NÚCLEO REGIONAL DE PARANAVAÍ

Angela Fontana Marques

Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia Universidade Federal do Paraná

Centro Politécnico – CEP: 81.531–990 Curitiba – PR

[email protected]

Resumo

Sabemos que as escolas deveriam propiciar aos alunos oportunidades de aprendizagem para que adquiram conceitos e princípios, e possam compreender o mundo, permitindo que se tornem conscientes e capazes de exercerem a sua condição de cidadãos. Foi analisando dados e identificando vários problemas referentes à educação que surgiu a necessidade de verificar se as escolas estão realmente adequadas ao seu objetivo, portanto, visando dimensionar as eficiências ou ineficiências, infra-estrutura, desempenho e satisfação na educação, que direcionamos a pesquisa as escolas públicas e privadas no Ensino Fundamental e Médio do Núcleo Regional de Paranavaí, onde para resolver tal problema será utilizado os métodos da Análise Multivariada tais como: analise de componentes principais, analise fatorial e analise de agrupamento. Para tanto primeiramente será aplicado um questionário nas escolas para o levantamento de dados que serve como método para redução do número de variáveis, verificação de variáveis com maior importância para um determinado fator e, também, na determinação dos escores para a respectiva classificação das escolas. Um segundo passo utilizaremos a Análise de Agrupamentos com o objetivo de identificar, através dos agrupamentos, as escolas com mesmas características em relação a eficiências ou ineficiências, infra-estrutura, desempenho e satisfação na Educação. Palavras-Chave: Infra-Estrutura, Desempenho, Componentes Principais, Análise Fatorial, Análise de Agrupamento. Referências Bibliográficas: [1] JOHNSON, R. A.; WICHERN, D. W. Applied multivariate statistical analysis. Englewood Clifs: Prentice Hall, 1988. [2] MARDIA, K. V.; KENT J. T.; BIBBY, J. M. Multivariate analysis. London: Academic Press, 1982. [3] HAIR Jr., J. F.; ANDERSON, R. E.; TATHAM, R. L.; BLACK, W. C.. Análise Multivariada deDados. Porto Alegre: Bookman, 2005. [4] DILLON.W.R.; GOLDSTEIN, M. Multivariate Analysis. John Willey and Sons, Inc., United States. [5] REIS, E. Estatística Multivariada Aplicada. Edições Sílabo, Lisboa, 1997.

8


OTIMIZAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE CARGA HORÁRIA DE PROFESSORES ATRAVÉS DA META-HEURÍSTICA DE SIMULATED

ANNEALING E DA HEURISTICA REDE DE WANG

Aramis Klingenfuss Junior Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

No início do período letivo, em qualquer instituição de ensino, há sempre a preocupação com a distribuição de turmas, dias e horários que cada professor terá que assumir. Apesar de todo o avanço computacional, a maioria das escolas ainda realiza a distribuição da carga horária de professores manualmente, tornando o trabalho demorado e desgastante. No mercado há softwares que elaboram grade horária escolar, mas o custo financeiro destes são elevados pois geralmente não é utilizado mais que duas vezes ao ano. Estes ainda trazem uma interface complexa, de difícil manuseio do usuário.

Este trabalho pretende utilizar duas metodologias para se resolver o problema de distribuição de grade horária escolar, desenvolvendo um software que minimize o tempo computacional. e também comparar com os resultados de outros trabalhos já existentes; aprimorar a interface do usuário, com uma opção para hierarquização de professores; e também respostas que indiquem em qual horário, em qual matéria e quais turmas o professor(a) irá trabalhar. O objetivo deste trabalho consiste em estudar a Meta-heurística de Simmulated Annealing e Heurística Rede de Wang para resolver o problema de carga horária de professores, determinar métodos de solução, desenvolver um protótipo que os utilize e comparar com resultados já obtidos em outros trabalhos. Baseando-se em dissertações anteriores, tais como: (i) Otimização na Distribuição da Carga Horária de Professores – Método Exato, Método Heurístico e Interface - Anderson Roges Teixeira Góes (para a modelagem) (ii) O Problema de Programação de Horários de Trabalho Considerando Preferências e Hierarquia: Aplicação de uma Escala de Plantão de Militares - Tânia Cordeiro Lindbeck da Silva (para priorizar a hierarquia nos colégios). Palavras-Chave : Grade Horária, Distribuição, Comparação. Referências Bibliográficas [1] GÓES, A. R. T. Otimização na Distribuição da Carga Horária de Professores – Método Exato, Método Heurístico e Interface. Curitiba, 2005 Dissertação(Mestrado m Métodos Numéricos em Engenharia) – Setor de Ciências Exatas e Setor de Tecnologia, Universidade Federal do Paraná. [2] SIQUEIRA. P.H. Aplicação de Redes Neurais Recorrentes na Resolução dos Problemas da Designação Linear e do Caixeiro Viajante. Curitiba, 2005 (Tese de Doutorado em Métodos Numéricos em Engenharia) – Setor de Ciências Exatas e Setor de Tecnologia, Universidade Federal do Paraná. [3] SILVA, T. C. L. O Problema de Programação de Horários de Trabalho Considerando Preferências e Hierarquia: Aplicação de uma Escala de Plantão de Militares. Curitiba, 2002. Dissertação(Mestrado em Métodos Numéricos em Engenharia) – Setor de Ciências Exatas e Setor de Tecnologia, Universidade Federal do Paraná.

9


CONTRIBUIÇÕES PARA FORMULAÇÃO DE UM MÉTODO DE CONSTRUÇÃO E AVALIAÇÃO DE OBJETOS EDUCACIONAIS PARA

MÉTODOS NUMÉRICOS

Carmem Lúcia Graboski da Gama e Sérgio Scheer Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia


Curitiba – PR [email protected] ; [email protected]

Resumo

A educação a Distância tem se firmado cada vez mais como uma modalidade educacional viável, com plenas condições de oferecer um ensino de boa qualidade com auxílio dos chamados objetos educacionais ou objetos de aprendizagem. Entretanto, um dos maiores desafios aos professores e pesquisadores é ter a certeza que os objetos informatizados utilizados para fins educacionais são eficazes e têm quesitos básicos de qualidade para o ensino e aprendizagem. A questão é polêmica pois as pesquisas sobre avaliação de softwares demonstram carência de conhecimentos de modelos e métodos[1]. Evidenciados estes aspectos, o presente trabalho tem como principal finalidade contribuir para a melhoria do processo de construção e avaliação de objetos educacionais para métodos numéricos. Para tanto, é desenvolvida uma pesquisa com levantamento de características para um modelo de avaliação deste tipo de software inserido no contexto de ensino e aprendizagem. Foram analisados métodos e se percebem a dificuldade para avaliar a qualidade dos objetos educacionais desenvolvidos no projeto OE3 (Objetos Educacionais para Engenharia de Estruturas), um repositório de objetos educacionais para o ensino e aprendizagem de engenharia de estruturas, foi possível constatar a carência de um método para avaliar objetos educacionais em um estudo de caso valizado [2].

Este trabalho apresenta também estudo com desenvolvimento de critérios para objetos educacionais para o ensino dos métodos numéricos destinados a resolver problemas de engenharia onde a confiabilidade e a precisão dos cálculos é de grande importância. Estes critérios são adaptados ao tetraedro pedagógico de Chevalard [3], uma geometria que envolve vértices como professor, aluno, objetos educacionais e o conhecimento, faces e arestas.Neste estudo a teoria histórica cultural de Jean Piaget [4] e sócio-interacionista de Vygotsky [5] mediaram os conceitos de desenvolvimento nos processos de aprendizagem. Palavras-Chave : Objetos educacionais, Métodos Numéricos, Educação. Referências Bibliográficas [1] GHAOUI, C. Usability Evaluation of Online Learning Programs. Liverpool John Moores University, UK, Information Science publishing: 2003. [2] SCHEER, S.; GAMA, C.L.G. Developing learning objects for a structural engineering educational network. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPUTING IN CIVIL AND BUILDING ENGINEERING, X ICCCBE., 2004, Weimar. Anais… Weimar. 2004. X- Proceedings. Weimar : Bauhaus-Universität Weimar e ICCCBE, v. 1. p. 1-10. [3] MALARD, R. Interoperabilidade de conteúdos didáticos digitais: Uma contribuição a questão dos padrões. 145 f. Dissertação( Mestre em Informática aplicada) Pontifícia Universidade Católica do Paraná, em Curitba, 2004.

10

mailto:[email protected]



[4] STAUB. A.L.P. Teorias de Aprendizagem. Disponível em: http://www.ufrgs.br/tramse/med/textos/2004_08_04_tex.htm Acesso em: junho 2005. [5] Zacarias, V.L.C. Vygotsky e a Educação retirado de http://www.centrorefeducacional.com.br/vygotsky.html em março de 2006.

11

http://www.ufrgs.br/tramse/med/textos/2004_08_04_tex.htm

http://www.centrorefeducacional.com.br/vygotsky.html


TÉCNICAS DA PESQUISA OPERACIONAL APLICADAS NA

OTIMIZAÇÃO DO FLUXO DE PACIENTES DO SISTEMA ÚNICO DE SAÚDE DO ESTADO DO PARANÁ

Cassius Tadeu Scarpin Universidade Federal do Paraná – UFPR

Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia CP: 19081 – Curitiba, PR; CEP: 81531-990.

e-mail: [email protected]

Resumo

O presente trabalho apresenta uma solução otimizada para o fluxo de pacientes que procuram atendimento junto ao Sistema Único de Saúde (SUS) do Estado do Paraná, Brasil, cujas cidades de origem não possuem o procedimento médico necessário. A solução deve levar em consideração além do procedimento requerido, também, a hierarquia em relação à regionalização que, em ordem crescente é: cidade, micro-região, região/regional e macro-região, a partir do local de origem do usuário até o seu destino final, assim como a capacidade de atendimento do local de destino. A problemática consiste em obter a definição do fluxo ótimo dos usuários do SUS a partir do local de origem até os centros de atendimento mais próximos, obedecendo as restrições anteriormente mencionadas, de forma a atendê-los o mais rapidamente possível. Este objetivo pode ser alcançado através de um sistema computacional, contendo um algoritmo matemático, que organize e controle adequadamente os dados da Secretaria de Saúde do Estado do Paraná (SESA); como conseqüência, obter-se-á a otimização dos recursos do SUS destinados aos municípios. A ferramenta desenvolvida, baseada em técnicas da Pesquisa Operacional, é de fácil acesso e de grande eficiência, apresentando resultados significativamente superiores aos atuais. Palavras-Chave: Técnicas de Pesquisa Operacional, Hierarquia/Regionalização, Otimização no Fluxo de Pacientes. Referências Bibliográficas [1] BALLOU, R.H. (1993). Logística Empresarial; Ed. Atlas; São Paulo. [2] BRASIL (2002). Ministério da Saúde. Portaria GM nº 1101; Brasília; DF. [3] CAMPELO, R.E. & MACULAN, N. (1994). Algoritmos e Heurísticas: Desenvolvimento e avaliação de performance.; EDUFF; Niterói-RJ. [4] CHRISTOFIDES, N. (1975). Graph Theory: An Algorithmic Approach; Academic Press; London. [5] CORMEN, T.H.; LEISERSON, E.C. & RIVEST, L.R. (1990). Introduction to Algorithms; MIT Press/McGraw-Hill; Cambridge, Massachusetts. [6] GOLDBARG, M.C. & LUNA, H.P.L (2000).Otimização Combinatória e Programação Linear - Modelos e Algoritmos; Editora Campus, RJ. [7] LAPIN, L.L. (1994). Quantitative Methods for Business Decisions. Fort Worth, The Dryden Press. [8] PAPADIMITRIOU, C.& STEIGLITZ, K. (1999). Combinatorial Optimization – Algorithms and Complexity. Dover Publications, Mineola, New York

12


ANÁLISE DE CONFIABILIDADE ESTRUTURAL APLICADA A BARRAGENS

Cláudio Marchand Krüger Centro Universitário Positivo – UNICENP

[email protected]

Resumo

A construção de barragens, dada a multiplicidade de áreas de conhecimento envolvidas, é um exemplo ímpar da obrigatoriedade da consideração dos aspectos de incerteza para a obtenção de uma estrutura com desempenho e segurança adequados. O Brasil é um país que possui um grande número de barragens construídas e projetos em andamento, e os critérios de projeto são permanentemente questionados e revisados em fóruns diversos. Mesmo com a tradição em construção de barragens existente no Brasil, que remonta a mais de um século de experiência, acidentes catastróficos têm ocorrido com relativa freqüência. A área de confiabilidade estrutural é um assunto relativamente recente e existem poucos trabalhos publicados sobre análise de confiabilidade estrutural aplicada a barragens. Os trabalhos existentes não respondem de forma objetiva a perguntas como: (i) Tendo-se uma amostra significativa de dados coletados durante a construção e medidos durante a vida útil de uma barragem, é possível estimar com razoável precisão o nível de segurança estrutural? (ii) Qual a melhor abordagem matemática aplicável em determinado tipo de barragem e para um certo tamanho e tipo de amostra de dados estruturais? (iii) Os métodos de análise de confiabilidade são viáveis para aplicação em estruturas não convencionais, como barragens, e acessíveis para a engenharia prática? A presença de incerteza em projetos de engenharia sempre foi um fato reconhecido, contudo, as abordagens tradicionais simplificam o problema ao considerar como determinísticos os parâmetros sob incerteza e levam-se em conta as incertezas através do uso de coeficientes de segurança empíricos. O ponto central do problema é que, independentemente de como as cargas e resistências sejam modeladas ou descritas, a meta principal de um projeto é assegurar uma performance satisfatória, isto é, assegurar que a capacidade ou resistência seja maior que as solicitações durante a vida útil do projeto. Tendo em vista as incertezas do problema, a performance satisfatória não pode ser assegurada com certeza absoluta. Neste caso, deve-se inferir o risco ou probabilidade de falha para satisfazer a algum critério de performance. Em termos da engenharia, confiabilidade seria a “probabilidade de ocorrência da performance satisfatória”. Portanto, risco e confiabilidade são termos complementares. Palavras-Chave: análise de confiabilidade estrutural, barragens Referências Bibliográficas [1] ARAÚJO, J. M., AWRUCH, A. M. Probabilistic finite element analysis of concrete gravity dams. Advances in Engineering Software Vol. 9. No. 2. Elsevier. 1998. [2] HALDAR, A., MAHADEVAN, S. Reliability assessment using stochastic finite element analysis. John Wiley & Sons. 2000.

13


UM MÉTODO DE MULTICRITÉRIO PARA AVALIAÇÃO DA QUALIDADE AMBIENTAL DE TRÊS RIACHOS TRIBUTÁRIOS AO

RESERVATÓRIO DE ITAIPU

Cleodimar Fernandes Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo As atividades antrópicas têm exercido profunda e, normalmente, negativa influência, nos corpos hídricos. Alguns efeitos negativos são devidos aos poluentes, enquanto outros estão associados às mudanças na hidrologia da bacia, modificações no habitat e alterações das fontes de energia. Assim, a caracterização dessas condições ambientais e o desenvolvimento de uma ferramenta que possa fazer essa análise, tem sido um desafio constante para pesquisadores. Muitas situações de tomada de decisão, sobre um ambiente, envolve a seleção de alternativas, eventos ou cursos de ação, no entanto, essas decisões, geralmente, possuem pontos de vista conflitantes e diferentes juízos de valores, forçando os tomadores de decisão a decidir sem uma base técnica suficiente e assim, muitas vezes tomando decisões equivocadas. Recentemente, os métodos multicritérios aparecem como uma opção para consecução desse propósito, sendo que eles provêem um maior entendimento do contexto multidisciplinar do processo decisório, pois, efetuam a análise de decisão e testam a sua robustez. Nesse sentido, pretende-se com essa pesquisa utilizar o método ELECTRE TRI para desenvolver uma ferramenta de apoio à análise ambiental para afluentes. Em particular esta ferramenta será aplicada nos tributários ao Reservatório de Itaipu (Ajuricaba, Arroio Fundo e Curvado), utilizando comunidades de peixes.

Palavras-Chave: Análise Multicritério, Qualidade Ambiental.

14


ANÁLISE DE QUALIDADE NA PRESTAÇÃO DE SERVIÇOS DA FECILCAM SEGUNDO O MÉTODO SERVQUAL

Diogo Heron Macowski Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

Este trabalho tem por finalidade avaliar a qualidade da Universidade Estadual do Paraná – Campus de Campo Mourão (FECILCAM) sob a visão dos próprios acadêmicos, utilizando o método estatístico SERVQUAL como ferramenta básica para análise. Além da análise geral dos resultados, buscará verificar a existência de diferenças significativa entre as respostas dos diferentes cursos oferecidos pela instituição, bem com divergências nas respostas obtidas entre os alunos em anos diferentes. Como os dados obtidos através de questionários serão numéricos, o presente trabalho lançará mão da Análise Multivariada (MANOVA) como instrumento capaz de verificar a existência de tais diferenças. A Análise de Componentes Principais também estará presente, possibilitando avaliar quais variáveis dentre o conjunto de respostas são relevantes para a pesquisa. Ao fim deste trabalho, pretende-se ter um instrumento que aponte as falhas e desta forma possibilite a melhoria da qualidade na prestação de serviços. Palavras-Chave : Método Servqual, Qualidade de serviços Referências Bibliográficas

[1] BACHMANN, G. M. O uso da análise fatorial na determinação das dimensões da qualidade percebida em uma biblioteca universitária. Curitiba, 2002. Dissertação (Mestrado em Métodos Numéricos em Engenharia, Concentração Programação Matemática) – Setor de Tecnologia e Setor de Ciências Exatas, Universidade Federal do Paraná – UFPR.

[2] CARDOSO, F. A. R. Análise da qualidade no setor de serviços segundo o método de avaliação servqual. Curitiba, 2004. Dissertação (Mestrado em Métodos Numéricos em Engenharia, Concentração Programação Matemática) – Setor de Tecnologia e Setor de Ciências Exatas, Universidade Federal do Paraná – UFPR.

15


APLICAÇÃO DE TÉCNICAS DE SIMULAÇÃO PARA AVALIAR O SISTEMA DE ATENDIMENTO TELEFÔNICO DA COPEL

Dirceu Scaldelai e Volmir Eugênio Wilhelm Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

Atualmente, mais e mais os consumidores exigem serviços e produtos de maior qualidade. Em particular, quando a empresa em questão presta serviços indispensáveis, que é o caso da Companhia Paranaense de Energia (COPEL), responsável pelo fornecimento de energia elétrica no estado do Paraná. Neste caso, além das exigências dos consumidores, que querem pronto atendimento, a COPEL deve seguir regulamentações da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). O presente trabalho tem por objetivo usar técnicas de pesquisa operacional, mais especificamente simulação computacional para analisar quantitativamente a formação de filas no Serviço de Atendimento ao Consumidor (SAC). Ir-se-á simular o SAC considerando diferentes turnos e diferentes números de telefonistas. Deste modo pode-se auxiliar os gerenciadores do SAC quanto o número ideal de atendentes e do turno dos(as) telefonistas em diferentes cenários. Palavras-Chave: Simulação, Teoria das Filas, Atendimento de clientes, Distribuições de Probabilidade.

16


UMA NOVA HEURÍSTICA COM BASE EM ALGORITMOS GENÉTICOS PARA O TRATAMENTO PÓS-OTIMIZADO DE UM

MODELO FLORESTAL, VISANDO ATENDER QUESTÕES OPERACIONAIS BEM COMO ATENDER DEMANDAS NO

HORIZONTE DE PLANEJAMENTO

Edevilson Gomes Pereira e Celso Carnieri Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

Em empresas florestais em que se tenha que colher talhões situados em locais distantes da fábrica ou até mesmo de estradas, torna-se necessário um novo planejamento para decidir quais talhões deverão ter suas colheitas “antecipadas” e os que terão suas colheitas “postergadas” para um ano futuro. O planejamento da colheita levando em consideração aspectos operacionais influencia significativamente no custo total de colheita de madeira, como por exemplo, no primeiro ano de planejamento, podemos ter uma estrada num local de difícil acesso, e após três anos a estrada pode se tornar intransitável. Neste caso, com o objetivo de minimizar custos, é melhor concentrar a colheita dos talhões próximos à estrada no ano em que a estrada ainda está utilizável. O objetivo do presente trabalho é minimizar os custos operacionais na colheita de madeira, tendo como base a possibilidade da “troca” do ano de colheita de talhões que influenciam significativamente no planejamento operacional de acordo com seu ano de colheita. Para isto está “sendo” desenvolvida uma heurística com base nos algoritmos genéticos que considera aspectos inerentes ao processo, tais como: proximidade do talhão a estradas ou fábricas; volume de madeira do talhão no ano previamente definido e no ano futuro (ano proposto para colheita); entre outros. A base de dados é construída de maneira aleatória para simular condições adversas.

Palavras-Chave: Programação Matemática; Planejamento de Florestal; Algoritmos Genéticos.

17


ANÁLISE PROBABILÍSTICA DA ESTABILIDADE DE TRELIÇAS PELO MÉTODO DE MONTE CARLO

Eloy Kaviski e Liliana Madalena Gramani Cumin Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia

Departamento de Matemática - Universidade Federal do Paraná Caixa Postal 19044, 81531-990 Curitiba - PR – Brasil

[email protected]

Resumo Freqüentemente amostras aleatórias são empregadas com o objetivo de estimar parâmetros associados com distribuições de probabilidades complexas. Os princípios gerais de inferência estatística consideram como principais propriedades dos estimadores a convergência para o valor real do parâmetro e mínima variância. O método de simulação de Monte Carlo é usado para solucionar problemas de determinação de parâmetros de populações por meio do uso de seqüências de números aleatórios. Geralmente é possível desenvolver mais de uma formulação com o método de Monte Carlo para solucionar um mesmo problema. O critério usado para decidir a melhor formulação deve ser fundamentado no estimador de mínima variância. Existem técnicas que são usadas em simulação Monte Carlo que tem por objetivo reduzir a variância dos estimadores. Algumas destas técnicas são a importância amostral, o uso de variáveis correlacionadas e o método de amostragem do hipercubo latino. O método de amostragem do hipercubo latino é uma extensão do método de amostragem por quotas. O objetivo deste trabalho consiste em propor um método de Monte Carlo para a análise da estabilidade de estruturas submetidas a cargas aleatórias, onde demonstram-se os benefícios obtidos com a implementação dos conceitos de importância amostral, variáveis correlacionadas e do método do hipercubo Latino.

Palavras-Chave: Método de Monte Carlo, Importância amostral, Váriáveis correlacionadas, Método do hipercubo Latino.

18


ESTUDO DO PROBLEMA DE QUASE RUÍDO BRANCO EM SÉRIES TEMPORAIS COM ESTRUTURA

ARMA DE ORDEM SUPERIOR A DOIS

Emerson Marcos Furtado Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

Uma das propostas do presente estudo é apresentar a técnica computacionalmente intensiva “Bootstrap” no contexto de Séries Temporais através da metodologia Box & Jenkins [1]. Tal metodologia é frequentemente utilizada desde a década de 1970 e consiste, basicamente, nas três seguintes fases ordenadas: identificação da estrutura, estimação dos parâmetros e verificação da adequabilidade do modelo. Na fase de identificação da estrutura, a metodologia Box & Jenkins pode apresentar um problema nas regiões do espaço paramétrico conhecido como Problema do Quase Ruído Branco. As regiões que apresentam o problema serão aqui determinadas para uma estrutura qualquer ARMA (p,q) de ordem superior a dois. Além disso, como opção para solucioná-lo, a técnica Bootstrap será utilizada comparativamente, estimando-se a autocorrelação e a autocorrelação parcial e, por meio do Método de Mínimos Quadrados Não-Lineares, também serão estimados os coeficientes de cada modelo. Palavras-Chave : Séries Temporais, Bootstrap, Ruído Branco.. Referências Bibliográficas [1] BOX, G. E. P.; JENKINS, G.M. Time Series Analysis: Forecasting & Control; Springer Series in Statistics; New York; 1970.

19


OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE PICKING DE UM CENTRO DE DISTRIBUIÇÃO

Fernando Yudi Sakaguti



[email protected]

Resumo

Um Centro de Distribuição (CD) é um armazém utilizado para a gestão dos estoques dos produtos a serem distribuídos. Dentre as atividades realizadas num CD, a atividade mais prioritária do armazém para a melhoria da produtividade é a separação de pedidos (picking). Há vários motivos para a sua preocupação. Dentre elas estão: é a atividade mais cara de um armazém típico, tornou-se cada vez mais difícil geri-la e a ênfase renovada nas melhorias da qualidade e do serviço a cliente forçou os gerentes de armazéns a reexaminar a atividade de picking sob o aspecto de minimizar os danos aos produtos, reduzir os tempos de transação e melhorar ainda mais a precisão da separação. Para se ter uma idéia da representatividade desta atividade, em média o picking é responsável por 55% dos custos de um CD. Sabendo-se disso, este trabalho tem como objetivo otimizar o tempo, desde a busca e a separação dos itens de um embarque até o carregamento destes ao caminhão. Esta situação configura um problema de múltiplos caixeiros viajantes. Optou-se então pela Programação Dinâmica (PD) para fazer combinações otimizadas de modo a maximizar o volume de produtos carregados num pallet e minimizar a distância percorrida para buscar estes produtos. Palavras-Chave. :Centro de Distribuição, Programação Dinâmica, Picking. Referências Bibliográficas [1] BALLOU, R. H. Gerenciamento de cadeia de suprimentos: planejamento, organização e logística empresarial. 4ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2001. [2] LACERDA, L. Armazenagem estratégica: analisando novos conceitos. Rio de Janeiro. COPPEAD/UFRJ. [3] WAGNER, H. M. Principles of Operations Research. Englewood Cliffs, N. J., Prentice-Hall, 1975.

20


ESTUDO MECANOBIOLÓGICO DO MECANISMO DE DIFERENCIAÇÃO DE TECIDOS NO PROCESSO DE

REMODELAMENTO ÓSSEO E NA CONSOLIDAÇÃO DE FRATURAS ÓSSEAS: ANÁLISE DO ESTADO DA ARTE

Flavia Viviani Tormena e Mildred Ballin Hecke Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

A Mecanobiologia é a área da Biomecânica responsável pelo estudo de como as condições físicas ou mecânicas regulam os processos biológicos [1]. O tecido ósseo, por exemplo, pode crescer, modificar sua forma ou reparar-se na presença de fraturas. Em cada um desses processos, a transmissão das cargas mecânicas e outras e a maneira com que as células do tecido ósseo recebem estas cargas, determinam a absorção e deposição das células do tecido ósseo. O mecanismo fisiológico que determina esta absorção ou deposição do tecido ósseo ainda não é totalmente conhecido e o objetivo do projeto a ser desenvolvido em parceria com os pesquisadores do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro, Portugal, é utilizar a mecanobiologia computacional para determinar este mecanismo. Na Mecanobiologia Computacional, são utilizados métodos, que originalmente se aplicam à análise de problemas da engenharia estrutural, para determinar como os efeitos dos carregamentos mecânicos atuam na diferenciação dos tecidos ósseos, no seu crescimento, na sua adaptação e também na sua manutenção. Mais especificamente, serão utilizados modelos numéricos computacionais que envolvem o Método dos Elementos Finitos, combinados com algoritmos de diferenciação de tecidos e comparações com ensaios “in vivo” e “in vitro” desenvolvidos pelo grupo de Bioengenharia da Universidade de Évora. O projeto está no início e o objetivo deste trabalho é apresentar um relato sobre as principais publicações que abordam o assunto, com uma análise do estado da arte das pesquisas desenvolvidas. Palavras-Chave : Bioengenharia, Mecanobiologia, Método dos Elementos Finitos, Remodelamento ósseo, Estado da arte. Referências Bibliográficas [1] CARTER DR, BEAUPRE GS, GIORI NJ, ET AL. 1998. Mechanobiology of skeletal regeneration. Clinical Orthopaedics and Relates Research, 355S:S41–S55.

21


ANÁLISE DE PROCESSOS TRABALHISTAS UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS COMO APOIO À TOMADA DE DECISÕES

Genival Pavanelli, Maria Teresinha Arns Steiner e Deise Maria Bertholdi Costa



[email protected]

Resumo Com o aumento do número de processos trabalhistas que as Varas do Trabalho recebem para análise, julgamento e emissão de sentença, faz-se necessário a utilização de ferramentas matemáticas que otimizem o tempo de andamento destes processos, a fim de que os cidadãos que recorrem a essa justiça tenham suas solicitações julgadas no mais curto prazo possível. A aplicação de redes neurais artificiais para o reconhecimento de padrões existentes em processos trabalhistas, visa assessorar o Juiz do Trabalho na tomadas de suas decisões. Esse trabalho vem sendo executado na Vara do Trabalho de São José dos Pinhais. Primeiramente foram estabelecidos, juntamente com o Juiz do Trabalho, quais seriam os dados mais relevantes dentro de um processo e que serviriam de entrada para a rede neural. Após esta criteriosa seleção, foram escolhidos aleatoriamente cerca de 100 processos trabalhistas já com suas sentenças emitidas, de onde serão coletados estes dados que alimentarão as redes de múltiplas camadas ou Redes feed-forward (alimentadas para frente), as quais serão treinadas utilizando o algoritmo back-propagation (retro-propagação). Serão, basicamente, duas redes neurais: a primeira com o objetivo de apresentar como saída o valor da causa e a segunda terá como saída o tempo de duração do processo. Em cada uma destas duas redes, serão testadas várias topologias (número de neurônios na camada escondida), assim como vários valores para os parâmetros (pesos iniciais, taxas de aprendizagem de momento, dentre outros). Tais dados são muito importantes no desenrolar de todo o processo trabalhista, uma vez que se utilizando deles, o Juiz do Trabalho deixará claro, já na primeira audiência, para as partes envolvidas a perspectiva de ganho e de tempo de duração do processo, estimulando assim um acordo prévio e evitando desta maneira que o mesmo se "arraste" por meses ou até anos. Palavras-Chave: Processos Trabalhistas, Redes Neurais Artificias, Tomada de Decisão.

Referências Bibliográficas: [1] BALDIN, M. S. Z. Redes Neurais na Orientação Profissional. Curitiba, Universidade Federal do Paraná, 2002. (Dissertação de mestrado). [2] STEINER, M. T. A., CARNIERI, C., ROHEIRIG, C. Diagnóstico Médico via Programação Linear, Anais. Uberlândia, M. G., CNMAC, 1993. [2] STEINER, M. T. A., Reconhecimento de Padrão na Industria de Papel, XXVI SBPO, Anais, Florianópolis, dez. 1994.

22


[2] CIPRA, B. A. A Chaotic Walk on Wall Street SIAM News. Maio, 1992. [2] YAMAZAKI, A. Reconhecimento de Padrões em um Nariz Artificial por Redes Neurais. Dissertação de Mestrado. Recife, Universidade Federal de Pernambuco, 2001.

23


LOCALIZAÇÃO DE ATIVIDADES ECONÔMICAS VIA TEORIA MULCRITÉRIO: UM ESTUDO DE CASO

Gislaine Aparecida Periçaro e Neida Maria Patias Volpi Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

A escolha da localização de facilidades que representam atividades econômicas é uma das mais importantes decisões estratégicas feitas pelas empresas, uma vez que se a escolha vier a gerar insatisfação, pode ser bastante difícil voltar atrás. A preferência de uma localização potencial em relação às demais pode depender do retorno esperado ou dos custos associados a tal localização. Os fatores que influenciam na decisão da localização da facilidade econômica variam de acordo com o tipo de empresa que se pretende instalar, mas de forma geral pode-se citar como exemplos a proximidade dos mercados consumidores e dos fornecedores de matéria-prima, a infra-estrutura local, a localização dos competidores, incentivos fiscais, impacto econômico, danos ambientais, entre outros. Dessa foram, pode-se perceber que os problemas de decisão, em particular as decisões de localização de facilidades, envolvem muitos critérios que muitas vezes podem ser conflitantes. Nesse sentido torna-se necessário a utilização de ferramentas de auxílio à tomada de decisão que considerem os fatores relevantes que afetam a decisão a ser tomada. Uma ferramenta que tem sido bastante aplicada em problemas dessa natureza, que envolvem pontos de vista diferenciados e, por vezes, conflitantes, é a análise multicritério. Nesse sentido, pretende-se com essa pesquisa aplicar a análise multicritério como auxílio na tomada de decisão referente à escolha da localização de uma atividade econômica, mais especificamente, na localização de uma agroindústria de aves, considerando como estudo de caso a Empresa Frangobras instalada em Campo Mourão. Palavras-Chave: Localização, Análise Multicritério, Agroindústria de Aves.

24


UTILIZAÇÃO DE REDES NEURAIS PARA PREVISÃO DE SÉRIES TEMPORAIS

Gláucio José Cardozo Dias



[email protected]

Resumo

Este trabalho visa apresentar técnicas utilizadas para previsão de demandas, a partir de series temporais, essa necessidade precede da utilidade em saber valores futuros baseado em dados históricos, altamente influenciados por variáveis ambientes e por isso difíceis de serem precisadas. A partir dos anos 80, com o trabalho de Rumelhart e McClelland (1986), foram desenvolvidas as redes neurais que são modelos inspirados no funcionamento dos neurônios biológicos, os quais permitem inúmeras variações de arquitetura, podendo apresentar muitas vantagens sobre os métodos estatísticos tradicionais. Serão apresentados métodos tradicionais das séries temporais, e a utilizado como ferramenta, redes neurais para prognóstico de séries temporais, e apresentado um estudo de caso da utilização de série temporal para prever a demanda de um centro de armazenagem de produtos alimentícios. Palavras-Chave : Redes neurais; Séries Temporais; Prognóstico

25


PREVISÃO HIDROLÓGICA EM ESCALA HORÁRIA COM ATUALIZAÇÃO DINÂMICA

Helder Rafael Nocko e Nelson Luis da Costa Dias Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

O trabalho tem como tema base a previsão hidrológica para a bacia do rio Jangada. A modelagem hidrológica é uma área que já vem se desenvolvendo há muitos anos em engenharia, porém implementações operacionais capazes de produzir boas previsões ainda são difíceis de serem produzidas. HINO e HASEBE [1][2] desenvolveram técnicas de previsão de cheias baseadas na análise das características hidrológicas das séries medidas de vazão, na utilização de modelos AR e ARMA e na identificação da precipitação efetiva da bacia hidrográfica de interesse. Ou seja, são integradas as ferramentas de hidrologia física e de séries temporais. Ambas as ferramentas são capazes de produzir previsões de forma independente, porém essa integração tende a produzir resultados melhores. ARAÚJO [3] desenvolveu um trabalho mostrando a capacidade desse tipo de técnica em modelagem hidrológica em escala diária. Porém, muitos fenômenos de cheias, por exemplo, são produzidos em escala menor que 24 horas. Dessa forma, pretende-se avaliar a possibilidade de geração de boas previsões hidrológicas em escala horária para a bacia do rio Jangada (uma sub-bacia do rio Iguaçu) com atualização dinâmica de parâmetros e inclusão de previsões quantitativas de chuva. Palavras-Chave : Previsão hidrológica em tempo real, modelos autoregressivos, bacia do rio Jangada. Referências Bibliográficas [1] HINO, M. HASEBE, M. Separation of Hydrologic Characteristics from Runoff Data – A Hydrologic Inverse Problem. Journal of Hydrology, v.49, p.287-313, 1981. [2] HINO, M. HASEBE, M. Identification and Prediction of Nonlinear Hydrologic Systems by the Filter-Separation Autoregressive (AR) Method: Extension to Hourly Hydrologic Data. Journal of Hydrology, v.68, p.181-210, 1984. [3] ARAÚJO, A. A. M. Identificação de Componentes Hidrológicas Através de Filtros Lineares Auto-Regressivos. (Dissertação de Mestrado). Curitiba: Universidade Federal do Paraná, 1996.

26


COMPARAÇÃO DE MÉTODOS DE ESTIMAÇÃO DE PARÂMETROS EM MODELOS DE REGRESSÃO LOGÍSTICA COM VARIÁVEL

RESPOSTA POLITÔMICA

Inácio Andruski Guimarães UTFPR – Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Curitiba – Paraná – Brasil [email protected]

Anselmo Chaves Neto

UFPR – Universidade Federal do Paraná Curitiba – Paraná – Brasil

[email protected]

Resumo O Modelo de Regressão Logística é um método de reconhecida eficácia para modelar a relação entre uma variável categórica e um conjunto de varáveis explanatórias. Na prática, contudo, a existência dos estimadores de máxima verossimilhança (MLE), depende da configuração dos dados. Albert e Anderson (1984) provaram que estes estimadores existem se, e somente se, há sobreposição dos grupos estudados. O Modelo de Regressão Logística Oculto (HLR), introduzido por Rousseeuw e Christmann (2003) para variável resposta dicotômica, é um modelo alternativo no qual a resposta observada está relacionada a uma resposta não observada. Outra proposta é o Método da Máxima Verossimilhança Estimada (MEL), que é imune à separação completa, ou quase completa, dos dados. Neste trabalho apresentamos uma extensão do Modelo de Regressão Logística Oculto a problemas com variável resposta politômica. O principal objetivo é comparar os resultados obtidos pelo modelo HLR com aqueles obtidos pelo Modelo de Regressão Logística Clássico (CLR) e pelos Modelos de Regressão Logística Individualizados (ILR). Observamos que o modelo HLR, empregado para modelar a relação entre uma variável resposta dicotômica e um conjunto de covariáveis, com poucas modificações pode ser aplicado quando a variável resposta é politômica.

Palavras-Chave : Modelo de Regressão Logística Oculto; Estimadores de Máxima Verossimilhança; Máxima Verossimilhança Estimada. Referências Bibliográficas [1] ALBERT, A., ANDERSON, J. A., (1984). On the existence of maximum likelihood estimates in logistic regression methods. Biometrika 71, 1, pp. 1-10.

[2] ROUSSEEUW, P. J., CHRISTMANN, A., (2003). Robustness against separation and outliers in logistic regression. Computational Statistics and Data Analysis 43, pp. 315-332.

27




FUNÇÃO DISCRIMINANTE QUADRÁTICA APLICADA NO RECONHECIMENTO E CLASSIFICAÇÃO DE NASCIDOS VIVOS

QUANTO À SOBREVIVÊNCIA OU ÓBITO NO PRIMEIRO ANO DE VIDA

Ivan de Oliveira e Anselmo Chaves Neto Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

O índice de mortalidade infantil representa um dos principais componentes utilizados pela saúde pública para avaliar a qualidade de vida da população. Com a crescente disponibilidade de informações contidas no Sistema de Informação de Nascidos Vivos e Sistema de Informações de Mortalidade, é possível relacionar as diversas informações como o status financeiro, escolaridade dos pais, idade da mãe e peso da criança, entre outras, com o óbito ou não do recém-nascido. O objetivo deste estudo é o desenvolvimento de um modelo de identificação do nascido vivo em risco de óbito infantil e a verificação da influência de diversas variáveis neste fato, a partir das informações contidas no Sistema de Informação de Nascidos Vivos. O modelo foi desenvolvido por meio de técnicas de análise multivariada e possibilita a tomada de providências por parte dos agentes públicos de saúde. A aplicação da Função Discriminante Quadrática gerou uma regra de reconhecimento e classificação que apresentou resultados corretos de classificação para 97,20% das observações. Este resultado foi obtido usando probabilidades a priori diferentes, 1,2% para não sobrevivência e 98,8% para sobrevivência, utilizando-se apenas as variáveis Apgar 1, Apgar 5 e peso do recém-nascido, citadas como importantes pela literatura médica na determinação ou não de óbito. Com probabilidades a priori iguais a 50%, o melhor resultado classificou corretamente 92,81% das observações, com o uso das mesmas variáveis. O melhor resultado para classificação correta de crianças não sobreviventes ao primeiro ano de vida foi de 63,27%, obtido com o uso de todas as variáveis do estudo. Palavras-Chave : Data Mining; Análise Multivariada; Mortalidade Infantil.

28


ESTUDO DO MONITORAMENTO E ANÁLISE DA CAPACIDADE DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÁGUA POTÁVEL

Jairo Marlon Corrêa e Anselmo Chaves Neto Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

A água é o elemento de fundamental importância para a sobrevivência do ser humano, sendo que, cerca de 0,3% dela, existente no planeta, pode ser aproveitada para consumo. O Ministério da Saúde, de acordo com a Organização Mundial da Saúde (OMS), estabelece limites para a potabilidade da água descritos na Portaria 518/2004 [1], sendo que esses parâmetros determinam a busca pela qualidade. Na busca contínua pela busca da qualidade fontes de variabilidade, em cada uma das características, são encontradas nos mais diversos estágios de produção. A água potável, aqui considerada como um produto final, passa por vários estágios durante o tratamento. Assim, não está livre de variações durante o processo de tratamento. Conforme MONTGOMERY (2004) [2], o uso de técnicas estatísticas para monitoramento da qualidade implica diretamente na qualidade do produto final, uma vez que a menor variação implica no aumento da qualidade e produtividade através do monitoramento contínuo. Também o autor propõe o uso das sete ferramentas do CEP Controle Estatístico do Processo. FEIGENBAUM (1994) [3] comenta que a qualidade é vista como um modo de gerenciar organizações, uma vez que seu efeito está diretamente ligado aos resultados dos negócios. A conseqüência imediata é a satisfação dos clientes e menores custos. CARMO (2006) [4] fez uso das cartas de controle estatístico, buscando a ampliação do conhecimento do processo e a diminuição da variabilidade de parâmetros de qualidade da água potável, tais como: Ph, flúor, cloro e turbidez. Os objetivos deste trabalho é a elaboração de um modelo estatístico-computacional que possa ser aplicado no monitoramento das principais características de qualidade da água produzida pela Companhia de Saneamento do Paraná no município de Santa Terezinha de Itaipu e Foz do Iguaçu, visando um aprimoramento do controle de qualidade durante o processo de tratamento da água potável voltada ao consumo da população. Palavras-Chave: Monitoramento de água Referências Bibliográficas [1] MONTGOMERY, Douglas C. Introdução ao Controle Estatístico da Qualidade. 4ª ed., LTC (2004). [2] FEIGENBAUM, Armand V.. Controle da Qualidade Total. Volume 3. São Paulo: Makron Books, 1994 [3] BRASIL. Portaria 518 de 25 de março de 2004. Fundação Nacional de Saúde. Brasília [4] CARMO, Fábio Henrique. Sistema de Qualidade Analítica em um Laboratório de uma Estação de Tratamento de Água. Disponível em http://www.semasa.sp.gov.br/Documentos/Publicar_Internet/trabalhos/trabalho_179.pdf Acessado em 18 de julho de 2006

29

http://www.semasa.sp.gov.br/Documentos/Publicar_Internet/trabalhos/trabalho_179.pdf


LAGRANGEANO AUMENTADO APLICADO A PROBLEMAS DE CARTEIRAS DE INVESTIMENTOS

Juarez Siedlecki Andrade



[email protected]

Resumo

Neste trabalho, sugerimos uma aplicação para o Método de Lagrangeano Aumentado com Penalidade Quadrática ao problema de compor carteiras de investimentos. Conforme formulação proposta por Markowitz [1]. Os Métodos de Lagrangeano Aumentado partem normalmente de funções de penalização θ: R → R, estritamente convexas e crescentes, que são combinadas com multiplicadores de Lagrange para compor termos de penalização como (y, µ) ∈ R x R++ → p(y, u) = µθ(y) e (y, µ) ∈ R x R++ → p(y, u) = θ(µy). Aqui utilizamos no algoritmo de Lagrangeano Aumentado uma função de penalização θ, definida por y ∈ R → θ(y) = ½y2 + y, sendo θ estritamente convexa, porém não crescente em todo o seu domínio. Neste caso, em que as penalidades são quadráticas, os multiplicadores gerados pelo algoritmo de Lagrangeano Aumentado podem ser negativos, pois a derivada da função não é crescente em todo o seu domínio. Este problema é contornado aumentando-se o parâmetro de penalidade, conforme mostrado por Jussiani e Matioli [2]. É muito importante salientar que a composição de uma carteira de investimento com a aplicação do Método do Lagrangeano Aumentado com Penalidade Quadrática, aqui proposta, consiste de uma ferramenta de avaliação para o investidor que baseada em uma série histórica encontra uma solução ótima. Portanto, não visa substituir em momento algum o conhecimento e a capacidade de análise do investidor ou do agente responsável pelo investimento, mas sim contribuir no processo de tomada de decisão. Palavras-Chave: Lagrangeano Aumentado, Média Variância, Composição de Carteiras, Risco, Penalidade Quadrática. Referências Bibliográficas [1] MARKOWITZ R. M. “Portfolio Selection – Efficient Diversification of Investiments”, John Wiley & Sons. [2] JUSSIANI L. F., MATIOLI L. C. “Desempenho do Método de Lagrangeano Aumentado com Penalidade Quadrática”, Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, Brasil, 2004. [3] L.C. MATIOLI. Uma nova Metodologia para Construção de Funções de Penalização para Algoritmo de Lagrangeano Aumentado, Tese doutorado, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Brasil, 2000.

30


AVALIAÇÃO E PREDIÇÃO DE PREÇOS DE IMÓVEIS URBANOS UTILIZANDO REDES NEURAIS ARTIFICIAIS

Juliano Fabiano da Mota e Maria Teresinha Arns Steiner Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia

Universidade Federal do Paraná Centro Politécnico – CP: 19081; CEP: 81531-990, Curitiba, Paraná

[email protected]

Resumo Este trabalho tem por finalidade apresentar uma aplicação do modelo matemático para reconhecimento de padrões conhecido como Redes Neurais Artificiais, mais especificamente as do tipo feed-forward com a utilização do algoritmo back-propagation, na avaliação e predição dos preços de imóveis urbanos (casas, apartamentos e terrenos). Esta avaliação fará uso das características (variáveis) dos imóveis e, também, da técnica da Análise de Componentes Principais como técnica auxiliar buscando a "condensação" do problema em um número menor de variáveis. A proposta de avaliação e predição será aplicada a um conjunto de dados referentes a 44 apartamentos, 51 casas e 24 terrenos da cidade de Campo Mourão, PR. Após a obtenção dos resultados será feita uma avaliação da eficiência do modelo proposto neste trabalho em contrapartida aos modelos propostos em ALVES (2005) e BRAULIO (2005), trabalhos que utilizaram métodos estatísticos multivariados como abordagem ao problema. Espera-se que haja uma boa capacidade preditiva do modelo de Redes Neurais Artificiais proposto. Palavras-Chave: Reconhecimento de Padrões, Redes Neurais Artificais, Avaliação de Imóveis Urbanos.

Referências Bibliográficas [1] ALVES, V. Avaliação de imóveis urbanos baseada em métodos estatísticos multivariados. Dissertação de Mestrado (Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia, Área de Concentração: Programação Matemática), UFPR, Curitiba, PR, 2005.

[2] BRAULIO, S. N. Proposta de uma Metodologia para a Avaliação de Imóveis Urbanos Baseado em Métodos Estatísticos Multivariados. Dissertação de Mestrado (Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia, Área de Concentração: Programação Matemática), UFPR, Curitiba, PR, 2005.

31


ABORDAGENS PARA A COMPUTAÇÃO EVOLUTIVA ATRAVÉS DO APRENDIZADO DE MÁQUINA E DA INFERÊNCIA ESTATÍSTICA

Leonardo Ramos Emmendorfer e Aurora Trinidad Ramirez Pozo Departamento de Informática e Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

A Computação Evolutiva (CE) compreende um conjunto de técnicas computacionais de Inteligência Artificial, aplicáveis na resolução de problemas de busca e otimização. São algoritmos populacionais que confiam na aplicação de mecanismos de seleção, combinação e perturbação, a fim de, iterativamente, obter o efeito do sucessivo refinamento de uma população de potenciais soluções. A principal abordagem adotada recentemente na construção de algoritmos competentes de Computação Evolutiva são os chamados EDA’s - Algoritmos de Estimação de Distribuição. Estes algoritmos utilizam a inferência estatística como ferramenta primordial do processo evolutivo. Entretanto, a aplicação de técnicas de Aprendizado de Máquina, tais como a indução de classificadores e o clustering, também vem sendo estudadas. Todos estes paradigmas são semelhantes no sentido de construírem modelos capazes de capturar a informação que caracteriza cada uma das sucessivas gerações. Este trabalho apresenta uma proposta, objetivando a construção de um novo algoritmo de Computação Evolutiva baseado em técnicas de Aprendizado de Máquina. A proposta norteia-se principalmente na caracterização e entendimento da Computação Evolutiva como sendo um problema de aprendizado em ambientes dinâmicos, propondo-se a adoção de um modelo de aprendizado baseado explicitamente em técnicas que sejam reconhecidamente eficientes quando aplicadas a tais ambientes. Apresentamos o algoritmo proposto, e os resultados iniciais obtidos a partir de uma primeira implementação. Palavras-Chave : Computação Evolutiva, Aprendizado de Máquina

32


O USO DE TÉCNICAS DE MINERAÇÃO DE DADOS NO PROGNÓSTICO DE DESISTÊNCIA DE ALUNOS EM IES

PRIVADAS: UM ESTUDO DE CASO NA REGIÃO DE FOZ DO IGUAÇU-PR.

Levi Lopes Teixeira CESUFOZ – Centro de Ensino Superior de Foz do Iguaçu

[email protected]

Resumo

As Instituições de Ensino Superior (IES) privadas e públicas do Brasil têm pela frente um grande desafio, diminuir a evasão escolar. O nosso trabalho procura contribuir com as discussões que envolvem este problema tão complexo, dadas as circunstância em que ele está envolvido. Investigamos variáveis que pudessem discriminar dois grupos, um deles formado por alunos que possuem maiores chances de saírem da IES com a titulação, e o outro grupo formado por alunos que deixaram a IES sem a titulação, na busca deste objetivo aplicamos um questionário com questões que pudessem extrair possíveis diferenças entre os grupos e para determinar quais variáveis possuíam diferenças significativas usamos técnicas estatísticas como a MANOVA. Determinada as variáveis discriminantes passamos para a classificação de indivíduos em um dos dois grupos e para tanto utilizamos a Função Discriminante Linear de Fisher e a Regressão Logística, por melhor que sejam estes métodos sempre ocorrem erros de classificação, estes erros foram estimados e um dos métodos trabalhados foi o de Lachenbruch. A pesquisa foi realizada em uma IES de Foz do Iguaçu – Pr de tamanho médio em comparação com outras Instituições da cidade, mesmo investigando um universo reduzido muitos dos resultados obtidos podem ser expandidos para outras instituições. Tempo para estudos, decepção com o curso escolhido e insatisfação com a infra-estrura da IES são algumas das variáveis que permitiram montar funções para predizer o grupo que um novo indivíduo vai pertencer.

Palavras-Chave: Evasão Escolar, MANOVA, Função Linear de Fisher, Regressão Logística e Lachenbruch.

33


SOLUÇÃO NUMÉRICA DE ESCOAMENTOS REATIVOS EM MOTOR-FOGUETE COM REFRIGERAÇÃO REGENERATIVA

Luciano Kiyoshi Araki e Carlos Henrique Marchi Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

O estudo de escoamento de fluidos é muito importante na área de projetos, especialmente a área de experimentação numérica, a qual vem apresentando um enorme crescimento nos últimos anos. Tal crescimento beneficia também o estudo de escoamentos reativos (como o escoamento em motores-foguete) e em sistemas de refrigeração (como o regenerativo). Os foguetes a propulsão líquida são os principais sistemas de propulsão e permitiram a conquista do espaço desde a década de 1960. Dentre os sistemas de propulsão líquida, destacam-se aqueles que utilizam o par propelente hidrogênio/oxigênio, presente, por exemplo, no Ônibus Espacial e no motor Vulcain, do foguete europeu Ariane. A previsão das características da transferência de calor em tubeiras com refrigeração regenerativa é uma das tarefas mais importantes e desafiadoras no projeto de um foguete de alta performance. Sendo assim, o presente trabalho tem por meta a obtenção de um código capaz de simular o escoamento reativo e turbulento de uma mistura de gases termicamente perfeitos em um motor-foguete, associando refrigeração por escoamento regenerativo e análise de erros numéricos. Palavras-Chave: CFD, Motor-Foguete, Escoamento Regenerativo, Turbulência, Estimativa de erros. Referências Bibliográficas [1] LAROCA, F. Solução de escoamentos reativos em bocais de expansão usando o método dos volumes finitos. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica). Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2000. [2] MARCHI, C. H. LAROCA, F.; SILVA, A. F. C.; HINCKEL, J. N. Numerical solutions of flows in rocket engines with regenerative cooling. Numerical Heat Transfer, Part A, v. 45, pp. 699-717, 2004.

[3] SUTTON, G. P. Rocket Propulsion Elements. 7 ed. New York: John Wiley & Sons, 2001.

34


AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DO ÓLEO ISOLANTE EM TRANSFORMADORES COM O EMPREGO DA FUNÇÃO

DISCRIMINANTE QUADRÁTICA

Luís Augusto Paixão e Anselmo Chaves Neto Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

O óleo mineral isolante em transformadores está sujeito à deterioração devido às condições de uso. O óleo em serviço é submetido a reações de oxidação devido à presença de oxigênio, água e metais. O acompanhamento e a manutenção da qualidade do óleo isolante são etapas essenciais para assegurar uma operação confiável dos transformadores. A avaliação atual da qualidade do óleo em operação é feita através de interpretação das medidas feitas de determinados índices/características com base em limites admissíveis aplicados. O tempo de verificação das medidas dos índices, muitas vezes, não é feito a tempo de se evitar falhas e/ou trocas do equipamento. O objetivo principal desse trabalho é apresentar uma ferramenta estatística/computacional que possa fazer a avaliação do óleo isolante em operação. O estudo envolverá a técnica estatística de análise discriminante com o uso da função discriminante quadrática na área de reconhecimento estatístico de padrões. Palavras Chave : Óleo Isolante, Reconhecimento de Padrões, Análise Discriminante,Função Discriminante Quadrática. Referências Bibliográficas [1] JOHNSON, R. A. ; WICHERN, D. W. Apllied Multivariate Statistical Analysis. 4a Ed. Prentice Hall, 1998 [2] MILASCH, M. Manutenção de transformadores em líquido isolante. Edgard Blücher Ltda, 1984 [3] GRANATO, R. C.; TULIO, L . Manutenção de transformadores baseada em ensaios físico-químicos e cromatográficos no sistema isolante. Curitiba / PR,2005

35


DESENVOLVIMENTO DE UM MODELO PARA ANÁLISE QUANTITATIVA DO FLUXO LOGÍSTICO DO PORTO DE

PARANAGUÁ USANDO SIMULAÇÃO MATEMÁTICA E ESTATÍSTICA

Marcos Antonio Masnik Ferreira Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

Um dos sistemas mais complexos, no que tange a quantidade de variáveis envolvidas e da existência simultânea de variáveis aleatórias e determinísticas no seu entorno, é representado, indubitavelmente, por um sistema portuário: diferentes agentes interagindo entre si, múltiplos processos concorrentes, conflitos por recursos, influências climáticas e de marés no desempenho do sistema, interligação da chegada de navios e a correspondente necessidade das mercadorias estarem no porto, entre outras. É fundamental, então, uma técnica de estudo que permita cotejar diferentes políticas antes de serem implantadas, pois o custo da implantação destas políticas é muito elevado e necessita-se de certo grau de segurança para o tomador da decisão. O Porto de Paranaguá, devido à sua importância para a economia do Estado do Paraná, foi escolhido como objeto de estudo do presente projeto. O modelo desenvolvido contempla todo o fluxo de mercadorias (complexo de granéis) desde sua chegada ao Porto, nos Pátios de Triagem de caminhões e de vagões, o armazenamento das mercadorias nos diversos silos horizontais e verticais dos terminais públicos e privados até o embarque das mercadorias nos navios. Para a implementação do modelo, foi utilizado o software de simulação estatística Arena Simulation. Palavras-Chave Processos Estocásticos, Arena Simulation, Sistemas Complexos, Simulação Discreta, Simulação Contínua.

36


SOBRE A IMPORTÂNCIA DA VELOCIDADE DE ATRITO PARA AS TEORIAS DE SIMILARIDADE EM TURBULÊNCIA ATMOSFÉRICA

Mateus Bernardes e Nelson Luis Dias Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

A Teoria de Similaridade de Monin-Obukhov é um dos instrumentos mais eficazes para a análise de dados de turbulência. Nela a velocidade de atrito, u*, desempenha papel fundamental como escala de velocidade horizontal, a partir da qual o comprimento de Obukhov, L, calculado. Como os perfis médios de velocidade são determinados em função de z/L (onde z é a altura da medição em relação ao solo), a teoria depende fortemente de u* [1]. Seu valor é calculado classicamente a partir da suposição de que a direção média do escoamento na horizontal, Uh, e o vetor horizontal de tensões de Reynolds, τ, estão alinhados, suposição raramente encontrada na atmosfera [2]. Medidas feitas durante um período de 9 dias no mês de julho de 2004 sobre o lago de Furnas usando dois anemômetros sônicos, mostram que os ângulos medidos entre estes dois vetores variam dentro de um leque extenso de direções. A influência da presença física da torre sobre a qual foram montados os equipamentos deve ser considerado, e os ventos oriundos de trás da torre foram eliminados. O uso de intervalos de tempo menores no cálculo das médias em bloco, bem como o uso de filtro auto-recursivo de passa baixa diminuiu a freqüência de ângulos indesejáveis medidos entre Uh e τ mas não os eliminou [3]. Verificou-se que este desalinhamento independe das condições de estabilidade atmosférica, estando fortemente associado a presença de ventos fracos que sugerem a influência de fenômenos de mesoescala (tais como meandros de vento) interferindo no campo de velocidades e tensões medidos no experimento. Palavras-Chave : Teoria de Similaridade de Monin-Obukhov, Velocidade de Atrito, Turbulência Atmosférica. Referências Bibliográficas [1] STULL, R.B. An Introduction to Boundary Layer Meteorology. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 1991. [2] WEBER. R. O.. Remarks on the definition and estimation of friction velocity. Boundary-Layer Meteorology, v. 99, 2001. [3] BERNARDES, M.; DIAS, N. L. Comparação dos métodos de obtenção da velocidade de atrito a partir de dados de turbulência. Santa Maria: Revista Ciência e Natura, IV Brazilian Workshop on Meteorology, 2005.

37


LAMINATED COMPOSITE BEAM: ERROR IDENTIFICATION AND STRESS ANALYSIS

Rafael Holdorf Lopez e João Elias Abdalla Filho Pontifícia Universidade Católica do Paraná Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEM Av. Imaculada Conceição, 1155

Curitiba PR CEP 80215-901 [email protected]

Abstract This paper aimed to extend a finite element laminated composite beam model to analyze stresses at each laminae of a laminated composite. The expressions of normal and transverse shear stresses were developed using a first-order shear deformable theory. Such expressions were computationally implemented into the finite element software called LAMFEM, which was written in FORTRAN 77. Spurious terms inherent to the formulation procedure were identified and removed from the model due to the use of a physically interpretable notation called Strain Gradient Notation. The results of normal and transverse shear stresses were obtained for a cantilever beam and compared to an analytical solution to validate the model. The model with spurious terms obtained a slower convergence for normal stress and it diverged for the transverse shear stress. Moreover, the mode without spurious term converged for all cases. Keywords: Laminated Composites, Strain Gradient Notation, Finite Element Method.

38


ESTUDO TEÓRICO E IMPLEMENTAÇÃO COMPUTACIONAL DO MÉTODO DE ELEMENTOS DE CONTORNO APLICADO A

PROBLEMAS DE ELASTICIDADE LINEAR BIDIMENSIONAIS

Raphael Fernando Scuciato Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

Problemas de engenharia são comumente descritos por leis físicas as quais podem ser matematicamente representadas em termos de equações diferenciais parciais. Em muitos casos, uma representação matemática alternativa (e equivalente) do problema pode ser encontrada em termos de equações integrais. Com o avanço na modelagem numérica e o incremento no poder de computação, técnicas de modelagem baseadas em equações integrais podem ser agora usadas na simulação de muitos problemas práticos de engenharia. A mais geral e efetiva técnica de modelagem para resolução de equações integrais é o Método de Elementos de Contorno (MEC). A atratividade do MEC pode ser amplamente atribuída à redução das dimensões do problema: para problemas bidimensionais, apenas o contorno do domínio necessita ser discretizado em elementos; e, para problemas tridimensionais, apenas as superfícies do problema necessitam ser discretizadas. Isto significa que, comparado ao Método de Elementos Finitos (MEF) e outras técnicas de análise de domínio, uma análise de contorno resulta em uma substancial redução no esforço de modelagem. Além do mais, como os parâmetros incógnitos, tais como deslocamentos e tensões, são aproximados nas superfícies discretizadas, um sistema de equações muito menor é obtido comparado ao MEF. Outra importante característica do MEC é que ele provê um modelo contínuo do domínio, já que nenhuma discretização do mesmo é requerida; isso conduz a uma ótima resolução das tensões e deslocamentos no domínio do problema [1]. O objetivo deste trabalho foi, primeiramente, realizar um estudo teórico de todos os aspectos matemáticos e computacionais relacionados à formulação do MEC para resolução de problemas de elasticidade linear bidimensionais. A seguir, foram desenvolvidos softwares em linguagem Fortran 90/95, baseados no estudo teórico citado, capazes de resolver problemas bidimensionais (estado plano de tensões e estado plano de deformações) usando elementos constantes, lineares e quadráticos; problemas com múltiplos contornos e problemas que apresentam simetrias, as quais, quando devidamente consideradas e implementadas, simplificam grandemente o trabalho de modelagem. Palavras-Chave: Elementos de Contorno, Elasticidade Linear. Referências Bibliográficas: [1] ALIABADI, M. H., The Boundary Element Method Volume 2 Application in Solids and Structures, John Wiley & Sons Ltd., 2002.

39


MÉTODOS NUMÉRICOS DE ESTIMAÇÃO DOS RISCOS EM

APLICAÇÕES ENVOLVENDO OPÇÕES FINANCEIRAS

Ricardo Felippe Ramos e Celso Carnieri Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

As opções financeiras têm como característica principal apresentar alta volatilidade e oportunidades de ganhos e percas bastantes alavancadas. Trabalhar com este tipo de ativo financeiro requer conhecimento dos riscos (que são muitos) e da dinâmica intrínseca deste derivativo. Visando minimizar os potenciais riscos das opções, tem-se como objetivo básico deste trabalho desenvolver ferramentas que nos auxiliem nas tomadas de decisões envolvendo estratégias de investimentos que se mostrem mais apropriadas levando-se em conta o momento atual do mercado. Para tanto, utilizaremos métodos numéricos para simular, em primeiro momento, os possíveis caminhos que o ativo-objeto pode tomar, levando em conta as premissas relativas ao mais famoso modelo de precificação de opções, o modelo Black & Scholes. Dentre os métodos numéricos que usaremos para avaliação destacam-se os modelos de Cox, Ross e Rubinstein(Modelo Binomial) e a simulação de Monte Carlo. Este último modelo será particularmente importante para simular(estimar) a função densidade de probabilidade das estratégias dentro de um nível de significância apropriado, o que é de extrema importância para podemos quantificar as reais probabilidades de perca e ganho das aplicações. Palavras-Chave: Opções-Financeiras, Simulação Monte Carlo, Estimação da f.d.p. Referências Bibliográficas [1] HULL, J.C. Options, futures & others derivatives.5.ed. Upper Saddle River. Prentice Hall:2003. 744p. [2] LEMGRUBER, E.F.Avaliação de Contratos de Opções .Edição Revisada e Ampliada. São Paulo: BM&, 1995.62p. [3] PÓVOA, A. Como precificar ações. 1 ed. São Paulo:Globo.2004. 373 p. ROCHMAN, R. R. Análise de métodos numéricos para precificação de opções. São Paulo. Dissertação (Mestrado). Escola de Administração de Empresas de São Paulo, Fundação Getúlio Vargas, 1998. [4] SALIBY, E.; MOREIRA, F. F. P. Estudo comparativo dos métodos de quase-Monte Carlo, amostragem descritiva, hipercubo latino e monte Carlo clássico na análise de risco.. Anais, I Encontro da Sociedade Brasileira de Finanças, 2000.

40


UMA FORMULAÇÃO PARA O MÉTODO DOS ELEMENTOS DE CONTORNO PARA PROBLEMAS BIDIMENSIONAIS DE FLUXO DE

CALOR

Roberto José Vanzuit, José Antonio Marques Carrer e Luiz Alkmin de Lacerda Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

Apresenta-se o desenvolvimento de uma formulação do Método dos Elementos de Contorno para fluxo de calor na qual será empregada, como solução fundamental, a solução da equação de Laplace. Note-se que, embora a análise seja no domínio do tempo, pode-se empregar uma solução fundamental que não seja dependente do tempo. Como conseqüência, nas equações integrais do MEC correspondentes ao problema analisado, uma integral de domínio envolvendo o produto da solução fundamental e a derivada primeira da variável básica do problema permanece na formulação. A presença da integral de domínio impõe a necessidade de discretização de todo o domínio do problema quando da solução numérica. Para essa discretização serão empregadas células triangulares lineares. O processo de marcha no tempo, que é outro tópico que merecerá atenção, empregará esquemas de diferenças finitas, tais como: Houbolt, Newman, Diferença Central, etc. Uma vez que um programa de computador, em linguagem Fortran, tenha sido desenvolvido, diversas análises serão efetuadas, com o objetivo de se verificar a acurácia dos resultados obtidos com o emprego da formulação proposta. Palavras Chave : Método dos Elementos do Contorno, fluxo de calor, Equação de Laplace Referências Bibliográficas [1] BREBBIA, C.A., TELLES, J.C.F., WROBEL,L.C., “Boudary Element Techiques – Teory an Applications in Engineering “ 1ª edição, Berlin, Springer-Verlag [2] BREBBIA,C.A., DOMINGUES, J., “ Boudary Elements An Introdution Course” 2ª Edição [3] CARRER, J.A.M., MANSUR, W.J., “ Space Derivatives in the Time Domain BEM Analysis for the Scalar Wave Equation”, Engineering Analysis with Boudary Elements, v.13,pp67-74, 1994

41


ESTUDO DAS CONDIÇÕES DE QUALIFICAÇÃO E DE OTIMALIDADE

PARA PROBLEMAS DE PROGRAMAÇÃO NÃO LINEAR

Rodrigo Garcia Eustáquio, Elizabeth Wegner Karas e Ademir Alves Ribeiro Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

Neste trabalho discutimos as condições de otimalidade para o problema geral de otimização que consiste em minimizar uma função com restrições de igualdade e desigualdade. Nosso objetivo reside no estudo das relações entre as diferentes condições de otimalidade e de qualificação existentes na literatura. Desenvolveremos as condições de otimalidade de Fritz-John (FJ), baseadas no cone das direções viáveis e no conjunto das direções de descida. Além disso, impondo uma condição de qualificação, mostraremos as condições de otimalidade de Karush-Kuhn-Tucker (KKT), como é feito em [4]. Para isso, trataremos as diferentes condições de qualificação e suas relações, tais como: Independência Linear, Condição de Qualificação de Abadie, Slater, Cottle, Zangwill, Kuhn-Tucker e Mangazarian-Fromovitz. Mostraremos também as condições de otimalidade de KKT, utilizando uma linguagem básica como em [4], e uma linguagem moderna baseada nas noções de direções tangentes e de cone tangente do conjunto viável do problema, como apresentada em [1] e [2]. Em [3] os autores introduzem uma condição de otimalidade, dita AGP, do inglês Approximate Gradient Projection, que, a grosso modo, diz que uma aproximação do gradiente projetado tende a zero. Prova-se que a propriedade AGP, ao contrário das condições de KKT, é satisfeita por minimizadores locais de problemas de programação não linear com restrições, independente de condição de qualificação. Esta nova condição implica e é estritamente mais forte que as condições de otimalidade de Fritz-John. Palavras-Chave : condições de otimalidade Referências Bibliográficas [1] C. C. Gonzaga. Um curso de programação não linear. Notas de aula, Florianópolis, SC, Brazil (1998) [2] A. Izmailov and M. Solodov, Condições de otimalidade, elementos de análise convexa e de dualidade, IMPA, Rio de Janeiro, Brazil (2005) [3] J. M. Martínez and B. F. Svaiter, A practical optimality condition without constraint qualifications for nonlinear programming, Journal of Optimization Theory and Applications, vol. 118, pp. 117{133 (2003) [4] J. Nocedal and S. J. Wright, Numerical Optimization, Springer-Verlag, Springer Series in Operations Research, (1999)

42


APLICAÇÃO DE MODELAGEM DE TURBULÊNCIA NA

CAMADA LIMITE ATMOSFÉRICA PARA VERIFICAR EFEITOS LOCAIS DE TOPOGRAFIA

Roger Paul Dorweiler e Maurício Felga Gobbi Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

Com a introdução da PROINFA – Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica no ano 2002, foram regulados as instalações dos três fontes alternativas; eólica, biomassa e pequenas centrais hidroelétricas, com o objetivo de instalar 3300 Megawatts até 2012 no Brasil. Na energia eólica este incentivo já resultou na aprovação pela PROINFA na primeira chamada pública de 1100 Megawatts.

Contudo, várias regiões do Brasil apresentam relevos bem mais complexos que nos Estados Unidos e na Europa, locais onde se concentram as principais pesquisas e usinas hoje em dia. Esse fato não deixa que os conhecimentos obtidos no exterior sejam simplesmente aplicados e se faz necessário um melhor entendimento de escoamentos atmosféricos nessas condições.

Esse trabalho científico tem o objetivo de aplicar o modelo de turbulência κ−ε na camada limite atmosférica com a ferramenta computacional da ANSYS, Inc. Corporate Information, o programa CFX versão 10 [1]. O trabalho foi motivado pela dificuldade no processo de Micrositing em escolher, dentro de uma área complexa com potencial eólico, o lugar mais apropriado para a instalação de uma usina. A avaliação do modelo será realizada com os dados obtidos no projeto da medição na colina de Askervein, Escócia, em 1983, referência mundial para a calibração de qualquer modelo numérico aplicada na camada limite em atmosferas neutras [2] [3]. Palavras-Chave : Camada Limite Atmosférica, Modelo da Turbulência κ−ε, CFX, Colina de Askervein Referências Bibliográficas [1] Turbulence and Wall Function Theory, Theory Manual CFX 10 [2] TAYLOR P.A., TEUNISSEN, H.W., Askervein 82: An initial report on the September/October 1982 experiment to study boundary layer flow over Askervein, South Uist, Scotland. In: Internal Report MSRB-83-8, Downsview, Ontario, Canada, 1983 [3] TAYLOR P.A., TEUNISSEN, H.W., The Askervein Hill Project: Report on the September/October 1983 main field experiment. In: Internal Report MSRB-84-6, Downsview, Canada, 1985

43


OTIMIZAÇÃO NO SEQUENCIAMENTO DE PRODUÇÃO SOB RESTRIÇÃO DE DESORDEM PROCESSUAL ESTIMADA PELO

MÉTODO DE ANÁLISE HIERÁRQUICA (AHP)

Ronaldo Vinícius Casagrande Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

Historicamente no Brasil, as instituições de ensino nunca foram vistas como organizações empresariais aptas a aplicação da ciência administrativa. Em virtude disso, o setor está em crise. Hoje as instituições de ensino privadas sofrem dos mesmos problemas enfrentados pela maioria das organizações: concorrência. Dentre as soluções para contornar a crise, a otimização de recursos é um dos principais “remédios” para a enfermidade no setor. Pesquisas mostram que o custo com o corpo docente em uma instituição de ensino pode chegar a mais de 50% dos custos globais. Portanto uma otimização desse recurso é inevitável para a racionalização de custos. Alocando-se disciplinas em períodos apropriados dos cursos faz com que se oportunize a unificação de turmas, ocasionando, com isso a otimização de professores. Entretanto a alocação de disciplina deve ser feita com imensa cautela. O seqüenciamento da oferta de disciplinas de um curso pode ser alterada até certo ponto, pois sabe-se que as disciplinas, mesmo quando não exigem pré-requisitos formais, devem ser ofertadas em uma seqüência lógica a fim de não comprometer a aprendizagem dos alunos. Fazendo-se uma investigação do processo de formação de um aluno no ensino superior, percebe-se que este apresenta uma relação muito estreita com um processo fabril qualquer, composto de peças, lotes de produção e máquinas operatrizes. Assim, pode-se encarar a otimização docente como fruto de um processo adequado de seqüenciamento de produção sujeito a uma restrição de desordem processual. Nesse caso a pesquisa em questão torna-se mais abrangente sendo que sua aplicação no setor educacional serve apenas como um estudo de caso. O objetivo da pesquisa que dá origem a este documento é determinar a melhor seqüência de produção a ser realizada para cada lote de entrada a fim de maximizar o número médio de peças por máquina, aliada a uma restrição de desordem no seqüenciamento da produção. A principal contribuição à ciência dada por esta pesquisa ocorre na geração do indicador que avaliará o grau de desordem no seqüenciamento da produção, tendo em vista a subjetividade existente. Esse indicador atuará como restrição ao sistema de otimização, servindo como balizador na relação custo-benefício. A princípio, o indicador será gerado por um processo similar à hierarquia gerada pelo Método de Análise Hierárquica (AHP) proposto por Saaty.

Palavras-Chave : Analytic Hierarchy Process, Sequenciamento de Produção, AHP.

44


ANÁLISE DE AGRUPAMENTO APLICADA A LEITURAS DE

INSTRUMENTOS DE MONITORAÇÃO GEOTÉCNICO-ESTRUTURAL DA BARRAGEM DE ITAIPU

Rosangela Villwock, Maria Teresinha Arns Steiner e Andréa Sell Dyminski

Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia Universidade Federal do Paraná - Centro Politécnico – CEP: 81.531–990 - Curitiba – PR

[email protected]

Resumo

Este trabalho faz parte de um projeto intitulado “AIEVC - Análise de incertezas e estimação de valores de controle para o sistema de monitoração geotécnico-estrutural na barragem de ITAIPU”, da Universidade Federal do Paraná, que tem por objetivo estudar e quantificar as incertezas relacionadas à análise do comportamento geotécnico-estrutural da barragem de ITAIPU, baseando-se em informações de projeto, construção e operação da obra, dando especial atenção aos dados advindos do sistema de monitoração de ITAIPU, visando a segura operação da maior hidrelétrica do mundo. O objetivo deste trabalho foi realizar uma análise preliminar dos dados visando à aplicação de Data Mining (Witten & Frank, 2000). É importante separar as informações que são realmente relevantes ao entendimento e solução do problema daquelas que não são tão representativas. No caso de ITAIPU, com dados referentes a 2300 instrumentos de comportamento estrutural e geotécnico instalados na barragem e estruturas complementares, esta identificação dos instrumentos que são realmente significativos à análise do comportamento da barragem é primordial. Atualmente, ITAIPU está concluindo a implantação do sistema de aquisição automática, de cerca de 210 instrumentos. Esses instrumentos foram selecionados pelo corpo de engenheiros da empresa, tendo-se em vista sua importância no diagnóstico da segurança das estruturas, devido à sua localização, seus resultados no passado, entre outras razões. Porém, deve-se confirmar esta escolha através da aplicação de modelos matemáticos capazes de realizar esta tarefa. Adicionalmente a esta confirmação, ainda podem ser identificados os instrumentos mais importantes dentre os selecionados. Neste trabalho foram analisados instrumentos instalados no concreto do bloco 19/20 trecho F, que é o principal bloco da barragem, pois é o mais instrumentado e mais alto, com altura da crista de 196m. Foram realizadas Análise de Componentes Principais, Análise Fatorial e Análise de Agrupamento (Johnson & Wichern, 1998; Hair et al., 1998). Os resultados foram satisfatórios.

Palavras-chave: Análise Multivariada, Data Mining, segurança de barragens.

Referências Bibliográficas [1] HAIR JR, J.F.; ANDERSON, R.E.; TATHAM, R.L.; BLACK, W.C. "Análise Multivariada de Dados" (tradução). São Paulo, Bookman, 1998. [2] JOHNSON, R.A. E WICHERN, D.W., 1998. "Applied Multivariate Statistical Analysis". 4nd. Edition. Ed. Prentice Hall. [3] WITTEN, I. H.; FRANK, E. "Data Mining: Pratical Machine Learning Tools and Techniques with Java Implementations". Morgan Kaufmann Publishers. San Francisco, California, 2000.

45



EFEITOS DO ERRO AMOSTRAL NAS ESTIMATIVAS OBTIDAS ATRAVÉS DAS TÉCNICAS DE ANÁLISES MULTIVARIADAS

Sachiko Araki Lira e Anselmo Chaves Neto

Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia Área de Concentração: Programação Matemática

Universidade Federal do Paraná Centro Politécnico – CEP: 81.531-990

[email protected]@est.ufpr.br

Resumo Frequentemente, as técnicas de análises multivariadas, tais como Análise de Componentes Principais, Análise Fatorial, Análise de Correlação Canônica, Análise Discriminante e Análise de Regressão Múltipla, requerem a utilização do vetor médio e matriz de covariância, como apresentados em [1] [2] [3], quer sejam populacionais ou amostrais. O objetivo do presente trabalho é avaliar os desvios entre as estimativas obtidas através de técnicas de análises multivariadas citadas anteriormente, e os respectivos parâmetros, levando em consideração os diferentes erros amostrais relativos na estimativa do vetor médio populacional, para um nível de confiança pré-definido. Serão gerados conjuntos de variáveis aleatórias normalmente distribuídas, utilizando-se o método de simulação Monte Carlo, os quais serão tidos como populações ou universos. Sendo conhecidos o vetor médio e a matriz de covariância populacional, calcular-se-á os tamanhos de amostras, considerando-se margens de erros relativos pré-definidos de 5%, 10% e 15%, e nível de confiança de 95%, conforme apresentado em [4]. Para cada uma das técnicas, será gerado um grande número de amostras de tamanhos n e obtidos os desvios médios relativos das estimativas em relação ao verdadeiro parâmetro. Constatou-se, na Análise de Componentes Principais, que os desvios médios relativos dos autovalores estimados aumentam à medida que aumenta o erro amostral relativo adotado para estimar o vetor médio populacional, o que sinaliza alguma relação entre as duas medidas.

Palavras-chave: Análise Multivariada, Amostras Normais Multivariada, Simulação Monte Carlo. Referências Bibliográficas [1] ANDERSON, T. W. An introduction to multivariate statistical analysis. New York: J. Wiley & Sons, 1958. 375p. [2] CHAVES NETO, Anselmo. Análise multivariada aplicada à pesquisa. Curitiba: UFPR, 2.o semestre de 2002b. Notas de aula. [3] JOHNSON, Richard A.; WICHERN, Dean W. Applied multivariate statistical analysis. 2. ed. New Jesery: Prentice Hall International, 1988. 607p. [4] SRIVASTAVA, M. S.; CARTER, E. M. An introduction to applied multivariate statistics. New York: Elsevier Science Publishing, 1983. 394 p.

46




O PROBLEMA DE ROTEAMENTO DE VEÍCULOS APLICADO AO

TRANSPORTE DOS FUNCIONÁRIOS DA ITAIPU BINACIONAL

Samuel Bellido Rodrigues e Maria Teresinha Arns Steiner Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia

Universidade Federal do Paraná Centro Politécnico – CEP: 81.531–990; Curitiba – PR

[email protected], [email protected]

Resumo

O Problema de Roteamento é um dos problemas mais estudados na área da Pesquisa Operacional, sendo um dos precursores do seu grande sucesso nas últimas décadas. Todas as empresas procuram, nos dias de hoje, otimizar ao máximo os seus procedimentos, sendo que o roteamento otimizado apresenta-se como um importante tópico. Reduzir a quilometragem total percorrida e o número de veículos envolvidos garante a redução de custos à empresa e minimiza o tempo de permanência dos funcionários nos veículos, contribuindo para uma maior satisfação dos mesmos. A usina hidrelétrica de Itaipu, que se localiza em Foz do Iguaçu, no Paraná, tem hoje um total de 1.290 funcionários que possuem a sua disposição o transporte para transitarem entre suas residências e a usina e vice-versa para prestarem seus serviços. Para a elaboração do presente trabalho, o objetivo é construir rotas quase ótimas ou, até mesmo, ótimas para os veículos que fazem o transporte de funcionários da empresa Itaipu Binacional, visando a redução da quilometragem dos veículos, o tempo de permanência dos funcionários nos veículos e, também, o número de veículos utilizados. Para tal, pretende-se estudar e utilizar técnicas heurísticas / meta-heurísticas da área de Pesquisa Operacional para a construção das rotas, através da criação de um programa computacional que contemple os itens anteriores; analisar os resultados obtidos, comparando-os com a solução adotada atualmente. Neste trabalho a meta-heurística abordada na procura por uma solução quase ótima (ou ótima) para o problema de roteamento será o de Otimização por Colônias de Formigas (Ant Colony Optimization - ACO). Pretende-se abordar, também, a heurística de roteamento de Clarke e Wright para, finalmente comparar os resultados obtidos através das referidas meta-heurística e heurística e, também, com a solução adotada atualmente pela empresa. Palavras-Chave: Pesquisa Operacional, Roteamento de veículos, Ant Colony Optimization (ACO). Referências Bibliográficas [1] BODIN, L. D.; GOLDEN, B.; ASSAD A. & BALL, M. Routing and Scheduling of Vehicles and Crews: The state of the art. Computers and Operations Research, v.10, n.2, 1983. [2] CUNHA, C.B. Uma Contribuição para o Problema de Roteirização de Veículos com Restrições Operacionais. São Paulo: EPUSP, Departamento de Engenharia de Transportes. 222p. (Tese de Doutoramento), 1997. [3] GOLDBARG, M. C. Colônia de Formigas. Departamento de Informática, UFRN, Natal, RN, 2005. [4] KENNEDY, J. & EBERHART, R. Particle Swarm Optimization. Proceedings IEEE, International Conference on Neural Networks, 1995.

47




DEA – ANÁLISE ENVOLTÓRIA DE DADOS – UMA FERRAMENTA IMPORTANTE PARA A AVALIAÇÂO DO SISTEMA EDUCACIONAL

Sebastião Geraldo Barbosa Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia

Universidade Federal do Paraná Centro Politécnico – CEP: 81.531–990 - Curitiba – PR [email protected]

Resumo A Educação brasileira passa, no momento, por grandes transformações, buscando através de uma proposta pedagógica e administrativa, atender os anseios da sociedade. Apesar da preocupação na busca de alternativas eficazes, as instituições de ensino, têm encontrado dificuldade em melhorar sua qualidade e eficiência. O desempenho e a produtividade das instituições de ensino vem sendo objeto de interesse de vários pesquisadores. Torna-se necessário buscar um instrumento para medir o grau de (in)eficiências das organizações que compõe o sistema de educação. Dentre várias metodologias, destaca-se a aplicação do DEA (Data Envelopment Analysis), introduzida por Charnes, Coopers e Rodes. O DEA é considerado, hoje, uma ferramenta importante na obtenção de escores que servirão de apoio para as tomadas de decisões. Através de um critério rigoroso de seleções de variáveis (input e output) bem como a utilização de modelos complementares do DEA, como: modelo Free Disposal Hull, modelo de Análise Cruzada e modelo com restrições aos pesos (Weigt Restrictions), é possível descobrir quais as instituições de ensino estão trabalhando de maneira eficiente e quais necessitam melhorar seu desempenho. Desta forma procura-se mostrar, através deste trabalho, como a metodologia do DEA, baseada em programação linear, pode ser utilizada no processo de apoio a tomada de decisão. A partir de um trabalho de pesquisa, utilizando insumos e produtos significativos, propõe-se traçar metas que possam melhorar a qualidade da educação pública e privada.

Palavras-Chave: DEA, Eficiência Técnica, Free Disposal Hull, Análise Cruzada, Restrições aos pesos.

Referências Bibliográficas [1] COOPER, WILIAM W., TONE, KAORU, SEIFORD, LAWRENCE M., 2000, Data Envelopment Analysis: A comprehensive text with models, applications, references, aand DEA – Solver software. Management Science. [2] LINS, MARCOS PEREIRA ESTELLITA LINS; MEZA, LÍDIA ANGULO, 2000, Análise Envoltória de Dados e perspectivas de integração no ambiente do Apoio à Decisão. Coppe/UFRJ: Rio de Janeiro. [3] ALCÂNTARA, ANTÔNIO A. M.; SAN’ANNA, ANNIBAL P.; LINS, MARCOS P. E. 2003. Restringindo Flexibilidade de Pesos em DEA utilizando Análise de Regressão. [4] MACEDO, MARCELO A. S.; BENGIO, MÁRCIA C. Avaliação de Eficiência Organizacional através de Análise Envoltória de Dados. UFRuralRJ [5] BERNROIDER, EDWAR; STIX, VOLKER, 1990. A method using wigth restrictions in data envelopement analysis for ranking and validity issues in dicision making. Vienna, Austria.

48



TRATAMENTO DA ÁGUA: O MONITORAMENTO DAS CARACTERÍSTICAS DE QUALIDADE DA ÁGUA POTÁVEL

Solange Regina dos Santos e Anselmo Chaves Neto Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo Atualmente, diante de um mercado cada vez mais competitivo, o consumidor passou a ser mais exigente e crítico em relação à aquisição de produtos e serviços. Desta forma, algumas companhias de distribuição de água, embora tenham o monopólio da produção de água potável, estão interessadas em utilizar métodos, já consagrados na indústria, para proporcionar ao consumidor um produto com a mais alta qualidade. Neste contexto, a qualidade da água produzida e distribuída num sistema de abastecimento é resultado de esforços agregados no decorrer da fase de produção da água, ou seja, inicia-se no manancial, passa pelas fases de execução, operação do tratamento até a rede de distribuição. Sendo assim, este trabalho visa o emprego de ferramentas estatísticas, denominadas de Controle Estatístico do Processo (CEP), tais como gráficos (cartas) de controle, índices de capacidade (Cp, Cpk, Cpkm) para verificar se o processo de produção da água para consumo humano está em conformidade aos padrões de potabilidade estabelecidos pela Portaria nº 518 de 25/03/2004 e além disso, identificar falhas na linha de produção, permitindo a verificação e correção de problemas detectados na empresa de distribuição de água em questão. Palavras-Chave: Qualidade da Água, Controle Estatístico do Processo e Índices de Capacidade. Referências bibliográficas: [1] MONTGOMERY, D.C. Introdução ao controle estatístico do processo. São Paulo: LTC, 2004. [2] DI BERNARDO, L.; DANTAS, A. D. Métodos e técnicas de tratamento de água. São Paulo: Rima, 2005. [3] CARMO, F. H.; PRIANTI JUNIOR, N.G.; LACAVA, P. M. Sistema de qualidade analítica em um laboratório de uma estação de tratamento de água. São Paulo: Semasa. <http://www.semasa.sp.gov.br/Documentos/Publicar_Internet/trabalhos/trabalho_179.pdf> acesso em 25/07/2006.

49


ANÁLISE DE INCERTEZAS, IDENTIFICAÇÃO E ANÁLISE DE CORRELAÇÃO DOS INSTRUMENTOS MAIS SIGNIFICATIVOS DE

MONITORAÇÃO GEOTÉCNICO-ESTRUTURAL NA BARRAGEM DE ITAIPU

Maiko Fernandes Buzzi, Andrea Sell Dyminski, Anselmo Chaves Neto Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia



Resumo

Este trabalho propõe estudar e quantificar as incertezas relacionadas a alguns tipos de

instrumentos de monitoração geotécnico-estrutural da barragem de ITAIPU. Este estudo será

baseado em informações de projeto, construção e operação da obra, bem como nas séries de

leituras de alguns tipos de instrumentos do sistema de monitoração de ITAIPU, visando uma

maior segurança na operação da hidrelétrica. Dentre os tipos de instrumentos selecionados para

uma análise mais detalhada, deverão ser identificados os mais importantes através de técnicas de

natureza estatística e data mining. Após esta identificação, deverá ser realizada uma análise de

correlação entre os instrumentos mais relevantes, observando-se possíveis influências de

comportamento entre eles. As séries temporais de leituras de alguns dos instrumentos mais

significativos deverão ser analisadas, podendo ser então criados modelos matemáticos de

previsão para as mesmas.

Palavras-chave:Análise de incertezas, análise multivariada, mineração de dados.

50

Documents

VII SEMANA DO PROGRAMA DE PÓS- …leg.ufpr.br/~leonardo/semana/caderno_de_resumos_2006.pdf · nas áreas de Engenharia e de Ciências Exatas, ... REDES NEURAIS ARTIFICIAIS ... reduziu-os