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Otimização e Pesquisa Operacional

Otimização e Pesquisa Operacional (18)

Planejamento do isolamento intermitente em SP

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Pesquisadores

Paulo Silva; Luis Gustavo Nonato; Tiago Pereira da Silva

A ideia da pesquisa é responder as seguintes questões:
  • Por quanto tempo o protocolo deve ser mantido para se evitar o colapso do sistema de saúde?
  • Cientes de que a evolução da doença não se encontra no mesmo estágio em todas as cidades e que a capacidade hospitalar varia muito em cada região, deve-se implantar o mesmo protocolo de distanciamento de forma homogênea em todas cidades e no mesmo momento?
  • Deve-se amenizar o protocolo também de forma homogênea em todo o estado?  
A investigação dessas perguntas levou à criação de um sistema que permite avaliar quando e com qual intensidade o protocolo de distanciamento deve ser implantado em cada cidade individualmente a fim de evitar o colapso do sistema de saúde.

Otimização para sustentabilidade na agricultura

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Pesquisadores

Geraldo Silva

A tese denominada Arquitetura de Controle para Gestão de Recursos na Agricultura de Precisão, do aluno de doutorado Ismael Pena, do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista (Unesp/ São José do Rio Preto) é uma importante contribuição para o meio ambiente.

Orientada pelo professor Geraldo Nunes Silva - que é também pesquisador do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), ela investiga um paradigma de controle para a gestão coordenada de recursos na agricultura, em um contexto em que diversas unidades de produção que buscam o máximo retorno econômico em cada ciclo de produção são articuladas de forma a garantir a sustentabilidade ambiental e econômico-social de longo prazo.

Otimização de corte e aproveitamento de painéis de madeira

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Pesquisadores

Socorro Rangel

Um dos problemas operacionais das empresas de pequeno e médio porte fabricantes de móveis é o corte de painéis retangulares de madeira mantidos em estoques em retângulos menores de acordo com uma demanda pré-especificada, um problema conhecido como o problema do corte de estoque bidimensional.

O tema foi atacado pela pesquisadora do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) Maria do Socorro Nogueira Rangel, do Departamento de Matemática Aplicada da Unesp de São José do Rio Preto. Ela coordena uma pesquisa que visa contribuir com a iniciativa de aumentar a produtividade e a qualidade da indústria moveleira.

Redução de gastos com impostos para exportação

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Pesquisadores

Maristela Oliveira dos Santos

De uma forma inteligente e por intermédio de um modelo matemático, na dissertação do Mestrado Profissional em Matemática, Estatística e Computação Aplicadas à Indústria (MECAI) do aluno Felipe Guilmo Lourenço, concluiu-se que é possível reduzir em torno de até 40% os custos com impostos em empresas exportadoras de commodities.

Essas empresas contam com isenções e benefícios governamentais, desde que sejam feitas as devidas comprovações fiscais dentro de prazos estipulados. Se as empresas não cumprem esses prazos, elas passam a ser tributadas. Tamanha a complexidade das transações, não raras são as vezes em que as empresas perdem esses prazos e, consequentemente, os benefícios.

Orientado por Maristela Oliveira dos Santos, professora do ICMC/USP-São Carlos e pesquisadora do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) e com colaboração do doutor Artur Lovato da Cunha, o estudo chegou a importantes soluções que podem auxiliar na tomada de decisões neste tipo de problema.

Otimização de estoques de EPIs em hospitais

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Pesquisadores

Francisco Louzada Neto; Maristela Oliveira dos Santos

Resultado de uma união de esforços, de pesquisadores dos laboratórios de Estatística e de Otimização (ICMC/USP), Centro de Estudos de Risco (CER), Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) e iniciativa privada, por intermédio da empresa de soluções digitais para gestão de processos em saúde Bionexo, nasceu um projeto desafiador que está utilizando a matemática como um auxílio na tomada de decisão dos hospitais, ao lidar com as consequências da pandemia de COVID-19.

O principal objetivo deste trabalho que utiliza dados reais é acomodar a demanda explosiva e fornecer aos hospitais meios para possíveis realocações de recursos, principalmente os EPIs, que se tornam limitados diante da pandemia.

Vidas salvas com isolamento social durante pandemia da Covid-19

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Pesquisadores

Paulo Silva; Claudia Sagastizábal

O isolamento social tem sido um dos assuntos mais discutidos na pandemia. Efetivamente, ele salva vidas? Era essa resposta que os pesquisadores do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) Paulo J. S. Silva e Claudia Sagastizábal queriam ter quando iniciaram um estudo matemático em colaboração com Tiago Pereira e Alexandre Delbem e que resultou em uma página que pode ser consultada pela população.

O grupo fez ajustes do modelo SEIR, que representa a taxa de replicação do vírus SARS-CoV-2 (o coronavírus que causa a Covid-19), tentando descobrir se ele varia no tempo. A ideia era buscar identificar tendências na evolução da taxa de propagação do vírus e consequente aceleração ou desaceleração da epidemia depois do início dos protocolos de distanciamento social que foram implementados a partir de 24 de março.

O estudo considerou vidas que seriam salvas com o isolamento social nos próximos 14 dias (a partir de 04/05/20) e concluiu: 84 (06/05), 111 (07/05), 141 (08/05), 176 (09/05), 216 (10/05), 259 (11/05), 310 (12/05), 367 (13/05), 430 (14/05), 502 (15/05), 583 (16/05), 673 (17/05), 774 (18/05), 887 (19/05).

Planejamento da produção da cana-de-açúcar

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Pesquisadores

Socorro Rangel

Um estudo sobre modelos matemáticos de otimização para atividades da cadeia produtiva da cana-de-açúcar foi finalizado em um trabalho de mestrado do aluno Eduardo dos Santos Teixeira, orientado pela professora Maria do Socorro Nogueira Rangel, do IBILCE e que também é pesquisadora do CeMEAI.

A cana-de-açúcar é um produto de grande relevância econômica, utilizada como matéria-prima para a produção de diversas qualidades de açúcar, etanol combustível, bebidas alcoólicas e energia elétrica, além de produtos como papel, plásticos e lenha ecológica. Modelos matemáticos de otimização podem auxiliar o processo de tomada de decisão e assim contribuir para aumentar a rentabilidade da produção e melhorar o aproveitamento dos recursos disponíveis em cada etapa da cadeia de suprimentos. A necessidade de uma revisão bibliográfica sobre aplicações de modelos matemáticos de otimização à produção da cana-de-açúcar, desde o plantio da cana, até a sua utilização como matéria-prima na indústria, motivou a dissertação de Eduardo.

Planejamento da utilização eficiente de pistas para pousos

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Pesquisadores

André Carvalho, Maristela dos Santos

Uma projeção do Ministério da Infraestrutura, por intermédio da Secretaria Nacional de Aviação Civil, estima que a demanda de passageiros na aviação civil deve praticamente dobrar até 2037 no Brasil. No mundo, estudos apontam taxa de crescimento anual em torno de 5% até 2030 no que se refere a utilização de transporte aéreo.

Muitos problemas deverão ser enfrentados, entre eles, o gerenciamento de tráfego. E foi essa área que ganhou o interesse de uma pesquisa que conta com o apoio do Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI). A tese de doutorado da aluna Lorrany Cristina da Silva, orientada pelo pesquisador André Carlos Ponce de Leon Ferreira de Carvalho e coorientada por Maristela Oliveira dos Santos trata do planejamento da utilização eficiente de pistas para pousos.

Otimização da produção de fraldas

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Pesquisadores
Débora Ronconi

O trabalho desenvolveu um modelo matemático de sequenciamento e dimensionamento da produção de fraldas que chega a resultados muito próximos da solução considerada ideal. A série de equações do modelo de programação linear inteira mista teve como objetivo principal reduzir o tempo gasto com o setup das máquinas, ou seja, o tempo gasto para mudar a preparação destas máquinas e passar a fazer outro tipo de fralda.

Várias restrições foram levadas em consideração: a demanda deve ser atendida e as máquinas têm velocidades diferentes. Têm mudanças, por exemplo, de acordo com o tipo de fralda (simples, especial, super especial etc.), com o tamanho dela (RN, P, M, G, GG etc.) e com o tamanho do pacote em que ela será embalada. E se o mês tem 30 dias, é preciso levar em conta também que o máximo que a máquina trabalha são 24 horas por dia. Mais que isso, foge à realidade. O estudante explica que usou dois tipos de variáveis para definir a função objetivo do modelo: as reais (que vão de menos infinito até infinito e têm todos os valores fracionários nesse meio) e as binárias (zero-um).

Processamento de dados em pesquisas para o meio ambiente

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Pesquisadores

Rodrigo Maule, Gerd Sparovek, Arthur Fendrich, Paulo André Tavares

O Geolab sempre trabalhou com iniciativas que pudessem ter algum retorno social. Porém, recentemente, o grupo ganhou um aliado importante nos projetos: é o supercomputador do CeMEAI, que realiza operações a uma velocidade aproximadamente 5 mil vezes maior que um computador comum.

O cluster possibilitou melhorar a precisão dos cálculos. Quando a capacidade de processamento foi aumentada com novas células, foi possível inclusive processar coisas novas, o que antes não era possível por uma limitação computacional. Hoje em dia, pros 7,5 milhões de imóveis, é possível fazer essas contas de uma maneira muito mais refinada que antes.

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