Grupo de Otimização do ICMC marca presença no SBPO
Pesquisadores do CeMEAI concorreram a prêmios no evento
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Entre os dias 27 e 30 de agosto, a cidade de Blumenau (SC) recebeu a 49ª edição do Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional (SBPO). O evento reúne pesquisadores de todo o Brasil que atuam na área e, neste ano, teve como tema as tecnologias de ponta voltadas à crise econômica.
O evento contou com apresentações de trabalhos, minicursos, palestras e pôsteres e ofereceu duas condecorações: o prêmio Roberto Diéguez Galvão de melhor artigo do Simpósio e o prêmio de melhor trabalho de iniciação científica. Pesquisadoras do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) participaram de todas as atividades e concorreram às duas premiações.
As professoras Marina Andretta, Franklina Toledo e Maristela Santos, todas do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP em São Carlos e pesquisadoras do CeMEAI, orientaram oito trabalhos apresentados no SBPO. O artigo “Algoritmo Branch-and-Price para o Problema de Corte de Estoque Não-Guilhotinado”, de autoria de Vinícius Loti de Lima e Thiago de Queiroz, foi o vencedor do prêmio de iniciação científica do evento. Queiroz é pós-doutorando no ICMC sob supervisão de Franklina. Já na categoria de melhor artigo, um trabalho orientado por Maristela ficou entre os cinco finalistas. O paper “A Parallel Multi-Start Iterated Local Search and a Proximity Relax-and-Fix heuristic for High School Timetabling Problem” também tem autoria de Landir Saviniec e Alysson Costa.
Grupo de Otimização do ICMC
Marina, Franklina e Maristela são integrantes do Laboratório de Otimização (LOT) do ICMC. Além delas, o professor Elias Helou Neto – também do CeMEAI – e Eduardo Costa coordenam as atividades do grupo. “Nossas pesquisas abordam problemas de otimização linear contínua e inteira, otimização não-linear e controle ótimo. Desenvolvemos modelos para problemas reais e métodos exatos e heurísticos para sua resolução. Além dos professores, temos alunos de iniciação científica, mestrado e doutorado na equipe. Também contamos com pesquisadores desenvolvendo trabalhos de pós-doutorado conosco”, explica Franklina.
O grupo de otimização surgiu na década de 80, com a chegada do professor Marcos Arenales ao ICMC. Ele concluiu seu doutorado em 1984 e, a partir de então, começou a coordenar os trabalhos. “Durante algum tempo, o grupo de otimização foi reduzido a mim; era o 'grupo de um só', como eu o chamava. E foi assim durante muito tempo”, brinca Arenales. “Além das disciplinas de graduação e pós-graduação que reformulei assim que assumi, passei a orientar alunos de IC, mestrado e participar de projetos em conjunto com colegas da Escola de Engenharia de São Carlos. Durante os anos, recebi a ajuda dos professores José Alberto Cuminato e Antonio Castelo Filho, que me ampararam muito bem”, conta.
A configuração atual do grupo, segundo Arenales, é mais recente. “A mudança definitiva ocorreu com a chegada da professora Franklina. As coisas começaram a mudar rapidamente e a área se ampliou. Depois, chegaram a Maristela, a Marina, o Elias e o Eduardo e o grupo continuou crescendo”, comemora.
E o crescimento do grupo foi notável. “Temos colaboração com ex-membros que estão em São Paulo, Minas Gerais, em Goiás, no Mato Grosso do Sul e no Paraná. Nosso contato com os egressos do grupo é muito relevante”, destaca Franklina. O grupo ainda desenvolve trabalhos com ex-membros de instituições fora do Brasil, como é o caso de Alfredo Narvaez, da Universidad de la Costa, na Colômbia.
Assim como o vencedor do prêmio de melhor trabalho de iniciação científica do SBPO, outros dois artigos finalistas da categoria têm participação de integrantes e ex-integrantes do LOT. “GA-LP: Um algoritmo genético baseado no Label Propagation para detecção de comunidades em redes direcionadas” é de co-autoria de Mariá Cristina Nascimento, orientada por Franklina Toledo no mestrado e no doutorado. O trabalho “Um modelo multiobjetivo para o planejamento de rota para VANTs considerando a identificação automática de marcos ADM” tem como um dos autores Maria José Pinto, que foi aluna de Arenales no ICMC. “O esforço valeu a pena”, finaliza o professor aposentado.
Sobre o CeMEAI
O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.
O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em quatro áreas básicas: Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.
Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar, IMECC-UNICAMP, IBILCE-UNESP, FCT-UNESP, IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.
Leonardo Zacarin - Comunicação CeMEAI
Mais informações
Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609
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Software FundiAção: Cargas é apresentado a empresários
Ferramenta é resultado de pesquisa sobre otimização dos fornos em fundições
A pesquisadora Franklina Toledo, do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CEPID-CeMEAI), promoveu, em um dos auditórios do ICMC, uma transmissão para apresentar a empresários do ramo de fundição, o software FundiAção: Cargas.
A ferramenta é resultado de uma pesquisa que conta com o apoio da FAPESP e tem como principal aplicação a combinação de produtos para fornadas de diferentes ligas e itens produzidos em fundições. O programa auxilia a encontrar a melhor combinação a fim de aproveitar de forma eficiente toda capacidade dos fornos.
O trabalho já está disponível para interessados que podem entrar em contato com a pesquisadora pelo email Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo.. Veja como o sistema funciona:
O software FundiAção: Cargas, que tem como principal aplicação a combinação de produtos para fornadas de diferentes ligas e itens produzidos em fundições, foi apresentado a empresários do ramo na última quarta-feira. Veja como o sistema funciona: https://goo.gl/ZALSYR
Publicado por CEPID - CeMEAI em Sexta, 16 de dezembro de 2016
Sobre o CeMEAI
O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.
O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em quatro áreas básicas: Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.
Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar, IMECC-UNICAMP, IBILCE-UNESP, FCT-UNESP, IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.
Raquel Vieira - Comunicação CeMEAI
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O mercado de trabalho está de olho nos matemáticos e as empresas precisam das orientações desses profissionais para a tomada de decisões, principalmente agora, nessa época de crise, quando não dá pra deixar de investir porque tem prioridade. Só que é comum não aparecerem candidatos para as vagas. Então, se o vestibular vem aí ou se você pretende mudar de área, preste atenção na reportagem de hoje. Matemático não é só aquele cara que fica trancado na sala de aula. Se você pensa assim, precisa se atualizar. Veja só onde é que está a matemática.
Cortes Irregulares de Tecidos
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Pesquisadores
Franklina ToledoO projeto busca otimizar o corte irregular em tecidos para melhorar a produção nas fábricas. Foi desenvolvido um software que determina as melhores maneiras de dispor os moldes das peças no tecido para que se gaste menos material. Além de mais eficiente, o processo computacional também é muito mais veloz que o manual.
O programa leva em conta diversas variáveis, como o tamanho da peça a ser produzida, a quantidade e o tamanho dos bolsos em cada uma etc.
Otimização de Carga em Fundições
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Pesquisadores
Franklina Maria Bragion de Toledo, Silvio Alexandre de Araujo, Marcos Nereu Arenales, Viviane Tonaki e Victor Camargo.Neste projeto abordamos um problema de planejamento de cargas em fundições de pequeno porte. O problema consiste em determinar as ligas que serão fundidas e para cada liga as peças que serão vazadas. O objetivo principal é melhor aproveitar a capacidade de fusão do forno. Desenvolvemos um software para resolver o problema com base em soluções propostas em pesquisas do grupo. O software precisa ser amigável e de fácil compreensão.
Publicações
Franklina M B Toledo, Victor C B Camargo, Nathan P B Oliveira and Viviane S Tonaki. Dimensionamento de lotes em fundições de pequeno porte com múltiplos fornos. Blucher Mathematical Proceedings 1(1):654 - 659, 2015.
URL, DOIVictor C B Camargo, Leandro Mattiolli and Franklina M B Toledo. A Knapsack Problem As a Tool to Solve the Production Planning Problem in Small Foundries. Comput. Oper. Res. 39(1):86–92, 2012.
URL, DOIV S Tonaki and Franklina Maria Bragion Toledo. An approach for solving the lot-sizing problem of a market-driven foundry. JORS 61(1):108–114, 2010.
URL, DOISilvio A Araujo, Marcos N Arenales and Alistair R Clark. Lot sizing and furnace scheduling in small foundries. Computers & Operations Research 35(3):916 - 932, 2008.
URL, DOI
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O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da Universidade de São Paulo, em São Carlos (SP), firmou uma parceria com a fundição Fultec Inox, localizada na mesma cidade, que resultou no desenvolvimento de um software direcionado em especial às fundições de pequeno porte.
CLIQUE AQUI para ler a notícia completa na página 7 da revista!
CeMEAI ajuda a otimizar cargas em fundição de pequeno porte em São Carlos
Pesquisadores desenvolveram um software que diminui o tempo para planejar as cargas do forno
Uma parceria feita entre pesquisadores do CeMEAI e a Fultec Inox, fundição de pequeno porte, localizada no Distrito Industrial de São Carlos, garantiu uma redução considerável no tempo gasto para selecionar as peças para cada fusão no forno da empresa. Antes o processo era feito manualmente e levava em média duas horas para ser concluído. Agora, demora no máximo cinco minutos.
Esta grande redução tem explicação: os pesquisadores visitaram a empresa, conheceram todo o processo de fundição, acompanharam as etapas e tiveram acesso a informações fornecidas pela indústria. Com os dados em mãos e coordenados pela professora do ICMC/USP e pesquisadora do CeMEAI Franklina Toledo, eles começaram um estudo para analisar como seria possível melhorar a ocupação do forno e garantir menos perdas nas peças.
Com o apoio da FAPESP e da então bolsista da FAPESP Viviane Tonaki, que é formada em Ciências da Computação e Mestre em Matemática Computacional, foi desenvolvido um software que facilita toda a operação. Viviane explica o funcionamento do software. “Ele programa quais peças precisam ser feitas em quais cargas e também a quantidade dessas peças. Aí, o programador tem a possibilidade de alterar as cargas sugeridas, essa programação, e quando estiver tudo certo esse resultado é integrado ao software de processamento já existente na fundição”, explica. Este trabalho foi desenvolvido com base em pesquisas anteriores, como o mestrado de Victor Camargo, que hoje é professor da Universidade Federal do Triângulo Mineiro, e o trabalho de conclusão de curso de Leandro Mattiolli.
Marcos Arenales, professor aposentado do ICMC/USP, foi quem há mais de dez anos conversou com o dono da fundição para que uma parceria começasse. A conversa se transformou em um projeto de iniciação científica de uma aluna do ICMC, mas, naquela época, o planejamento de ligas metálicas desenvolvido acabou não sendo usado. Este contato também deu origem ao doutorado de Silvio Araujo, hoje professor do IBILCE/UNESP e também pesquisador do CeMEAI.
A ideia agora, com a parceria feita e os resultados já comprovados, é registrar o software, que, na opinião dos pesquisadores envolvidos, poderia ser utilizado por outras empresas do ramo. Silvio Araujo também concorda. “É possível que seja estendido para outras fundições de mercado que tenham o mesmo perfil. Quanto à extensão para fundições maiores, fundições cativas, as adaptações talvez tenham que ser um pouco maiores, mas acredito também ser possível", finaliza.
Confira a reportagem sobre a parceria entre o CEPID - CeMEAI e a Fultec Inox! Um software desenvolvido pelos pesquisadores do Centro permitiu reduzir de duas horas para cinco minutos uma das etapas do processo de fundição. http://goo.gl/J8gcj4
Publicado por CEPID - CeMEAI em Quarta, 30 de setembro de 2015
Sobre o CeMEAI
O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.
As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.
Além do ICMC, o CEPID-CeMEAI conta com outras seis instituições associadas: o Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); o Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (IMECC-UNICAMP); o Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IBILCE-UNESP); a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-UNESP); o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).
Assessoria CEPID-CeMEAI
Mais informações
Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609
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A matemática para ajudar a indústria a gastar menos tecido
Metodologia usada pelo ICMC via CeMEAI pode ajudar as fábricas a otimizar a produção
O projeto está em andamento e já tem demonstrado resultados satisfatórios. Os professores e alunos envolvidos buscam otimizar a produção das fábricas. E se você é leigo no assunto, vamos tornar a compreensão mais fácil. Otimizar, como a palavra sugere, é tornar alguma coisa ótima, ou chegar bem perto do considerado ideal para o objetivo que se busca.
No caso, os alunos pesquisam soluções para “problemas de corte”. Quando você é empresário do ramo têxtil, tem que se preocupar por exemplo em achar meios de gastar menos tecido para a fabricação das peças da sua fábrica. E por meio de cálculos matemáticos, esse pessoal está disposto a ajudar!
Eles imaginaram trabalhar com aventais. Então escolheram um modelo simples e riscaram num papel os três tamanhos: P, M e G (pequeno, médio e grande). Também calcularam três tamanhos de bolsos, um para cada tipo de avental. O desafio era descobrir uma maneira de dispor aventais e bolsos de modo que o pedaço de tecido ocupado por eles – no caso da cor preta, com 1,60 m de largura e 2,00 m de comprimento - fosse o menor possível.
Claro que havia regras para isso: cada peça dos aventais e bolsos não poderia estar sobreposta à outra, nem poderiam existir sobras da peça para fora do pano onde seriam cortadas. O grupo combinou dia e horário para tentar encontrar na prática a melhor solução para o problema. Esta solução seria depois confrontada com a solução que o modelo matemático por eles desenvolvido apontaria como a melhor, ou como se diz na área de otimização, solução ótima. Todos se reuniram em uma sala e cortaram os moldes. Esticaram o tecido comprado e dividiram a turma em grupos. A missão de cada grupo foi cronometrada, para saber em quanto tempo eles achariam uma solução para o problema. Também foi preciso levar em conta outro detalhe: as fibras do tecido escolhido. Porque dependendo da maneira como se corta o pano, a qualidade da roupa pode ficar comprometida. O caimento pode ainda não ser o desejado.
Toda a atividade prática do projeto naquele dia foi supervisionada pela professora do ICMC (Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação) e uma das coordenadoras do grupo, Franklina Toledo. O projeto é um dos desenvolvidos no CeMEAI – Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria, um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP (Fundação de Amparo à Pesquisa do estado de São Paulo).
Para entender melhor:
Veja vídeo sobre o assunto, onde acompanhamos 2 dos 3 grupos. A primeira turma terminou a tarefa em 1 minuto e 50 segundos, e conseguiu usar 124,5 cm de comprimento do tecido. O segundo grupo foi mais rápido: levou apenas 27 segundos para concluir a tarefa. Em compensação, ocupou 131 cm de pano.
Os dados obtidos pelos alunos foram comparados aos do mesmo problema resolvido pelo computador. Usando as medidas escolhidas para o avental e para os bolsos como dados para um modelo matemático que foi resolvido em um software conhecido da área, o computador demorou menos de um segundo para achar a melhor solução possível. Mas apesar do tempo bem inferior ao dos trabalhos feitos manualmente, o computador chegou quase ao mesmo resultado no comprimento do tecido. O grupo 1 encontrou 124,5 cm como solução. E a máquina uma solução um pouco mais de um centímetro melhor: 123 cm de comprimento.
Pessoas envolvidas no projeto de cortes:
Alunos: Alfredo Jorge, Aline Leão, Everton Silva, Felipe Aureliano, Jeinny Polo, Larissa Oliveira, Leandro Mundim, Luiz Henrique Cherri e Marcos Rodrigues.
Coordenadoras do Projeto: professoras Marina Andretta e Franklina Toledo
Professores colaboradores: José Fernando Oliveira e Maria Antónia Carravilla, da Universidade do Porto (Portugal).
Laboratórios de Pesquisa
Os pesquisadores brasileiros trabalham no Laboratório de Otimização do ICMC/USP e os portugueses no Centro de Engenharia e Gestão Industrial do INESC TEC, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, em Portugal.
Para saber detalhes deste projeto e outros que estão sendo desenvolvidos pela equipe de Otimização do ICMC/USP, acesse nossos artigos:
Problema de corte de itens irregulares na fabricação de luvas de couro
Modelos matemáticos para o problema de corte de peças irregulares
Sobre o CeMEAI
O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP. O CeMEAI é especialmente adaptado e estruturado para promover o uso de ciências matemáticas (em particular matemática aplicada, estatística e ciência da computação) como um recurso industrial.
As atividades do Centro são realizadas dentro de um ambiente interdisciplinar, enfatizando-se a transferência de tecnologia e a educação e difusão do conhecimento para as aplicações industriais e governamentais. As atividades são desenvolvidas nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional, Mecânica de Fluidos Computacional, Modelagem de Risco, Inteligência Computacional e Engenharia de Software.
Além do ICMC, o CEPID-CeMEAI conta com outras cinco instituições associadas: o Centro de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de São Carlos (CCET-UFSCar); o Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica da Universidade Estadual de Campinas (IMECC-UNICAMP); o Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (IBILCE-UNESP); a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Estadual Paulista (FCT-UNESP); o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE); e o Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo (IME-USP).
Texto: Carla Monte Rey - Assessoria CEPID-CeMEAI
Vídeo: Leonardo Zacarin – Assessoria CEPID-CeMEAI
Mais informações
Assessoria de Comunicação do CeMEAI: (16) 3373-6609
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