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- Product development and industrial processingPublication . Ribeiro, Luís Frölén; Ribeiro, J.E.; Costa, Carlos Casimiro da; Duarte, António; Andrade, Carlos A.R.; Svinth, Arne; Madsen, John; Thomsen, Morten; Smidstrup, Kent; Carsten, John JacobsenThis article aims at presenting a teaching experiment where the same course is taught simultaneously in two countries, Portugal at the Polytechnic Institute of Bragança (IPB) and Denmark, at Lillebaelt Academy (EAL). Project Based Learning (PBL) underlies the applied methodology. As the project is still in its initial phase it is too premature to delve into a conclusive and thus critical approach. Nonetheless, we will highlight the course methodological procedures and objectives as well as the educational gains to the students and to the two institutions involved.
- Exact and heuristic approaches for lot splitting and scheduling on identical parallel machinesPublication . Pimentel, Carina; Alvelos, Filipe; Duarte, António; Carvalho, J.M. Valério deIn this paper, we address a lot splitting and scheduling problem existent in a textile factory. The factory we study produces a set of products that are made of, or assembled from, a list of components. During production, each component can be split into one or several lots of different sizes and each lot will be produced independently on one of a group of identical parallel machines. We formulate the problem into a mixed integer programming model and develop a heuristic method to solve the model. The heuristic method is based on a network flow model with the objective to minimise the weighted sum of the total tardiness of products and the deviations occurred during production of each product. The deviation of a product is measured by the deviation of product completion time (the last component lot completion time) and completion time of the rest of components lots for the same product. We present computational results and performance measures of the network flow heuristic for a set of randomly generated instances based on real world data.
- Aplicação de algoritmos de partição e geração de colunas ao agendamento de máquinas paralelasPublication . Duarte, AntónioNo presente trabalho é proposto um algoritmo para resolver de forma exacta um problema de programação de máquinas paralelas idênticas, com tarefas maleáveis sujeitas a datas de disponibilidade e datas de conclusão arbitrárias. O objectivo é minimizar uma função do trabalho atrasado e dos custos de preparação. Considera-se que uma tarefa é maleável se o conjunto de máquinas onde é agendada puder ser escolhido e, eventualmente, modificado livremente ao longo do tempo. Evidentemente, a cada preempção realizada está associado um custo que é tido em conta na função objectivo. Para este problema é proposta uma formulação de programação inteira sobre a qual será aplicada a decomposição de Dantzig-Wolfe, com vista a resolver o problema através da geração de colunas. No modelo decomposto, cada coluna representa a agenda de uma das máquinas e a função do subproblema é gerar agendas atractivas para incluir na solução de agendamento. Para efectuar a partição foi desenvolvido um modelo de fluxo de custo mínimo equivalente e a partição é feita sobre as variáveis correspondentes a fluxos nos arcos desta formulação. Existe uma relação matemática entre as variáveis do modelo de fluxo de custo mínimo e as variáveis do modelo original. Também foram desenvolvidas heurísticas de melhoria local de soluções válidas e uma heurística de arredondamento de quaisquer soluções fraccionárias. Para além disso, foram estudados dois casos particulares do problema: o problema com tarefas ordenáveis e o problema com janelas de agendamento comuns. Finalmente, foi levado a cabo um largo conjunto de testes computacionais para verificar a eficiência dos vários algoritmos propostos e para determinar a sensibilidade do modelo a parâmetros de dimensão da instância: o número de máquinas, o número de tarefas e o tamanho do horizonte de agendamento.
- Static versus dynamic shift-share analysis applied to the panamanian exports to the UE following the aacue commercial agreementPublication . Morales Mejia, Marian; Veloso, Cláudia M.; Duarte, António J.S.T.; Ribeiro, HumbertoThe main objective of this paper is to examine the effects of the Trade Pillar of the Association Agreement between Central America and the European Union (AACUE) on the Panamanian exports to the European Union (UE) by the means of Static Shift-Share versus Dynamic Shift-Share analyses. To achieve this objective, both Static and dynamic Shift-Share analysis methodology was applied to recent data on Panama-European Union trade allowing to compare the results obtained from the two analysis models, therefore contributing to a better understanding of the evolution of the exports from Panama to European Union countries, under the AACUE. In terms of static versus dynamic Shift-Share analyses it is possible to observe that the results obtained in each analysis were approximate, apart some exceptions. However, dynamic analysis eliminates errors presented by the static analysis. Thus, the results of the dynamic analysis can be considered more comprehensive and robust. Overall, according to the dynamic Shift Share analysis employed, it is observed that Panama's exports to the European Union were affected by decreases to countries such as: Germany, Belgium, Spain, Greece, Italy, Poland and Sweden. Concurrently, decreases on the exports of the following products were recorded as well: other fresh and frozen vegetables, fresh fruits.
- Exportaciones de Panamá hacia la Unión Europea posterior a la vigencia del acuerdo de asociación (ACCUE): una aplicación del análisis shift-sharePublication . Duarte, António; Veloso, Cláudia M.; Morales Mejia, MarianEste trabajo de investigación tiene como objetivo caracterizar la evolución de las exportaciones de Panamá hacia la UE después de la vigencia del Acuerdo de Asociación entre Centroamerica y la Unión Europea (AACUE). Para alcanzar el objetivo fue aplicada la metodología de análisis ShiftShare a los datos más recientes sobre el comercio Panamá-Unión Europea disponibles en el Statistical Office of the European Communities (Eurostat), en el periodo correspondiente entre el año 2013 y el año 2016. Basado en el análisis realizado fue posible observar principalmente que, las exportaciones de Panamá hacia la Unión Europea experimentaron un decrecimiento del 3.18%; que los países destinos que representan el 94.19% de las exportaciones de Panamá fueron: Alemania, Bélgica, Chipre, Dinamarca, España, Grecia, Holanda, Italia, Polonia, Reino Unido y Suecia. Y los productos que representan el 94.53% de las exportaciones de Panamá fueron: equipos de transporte; otros vegetales frescos y congelados, frutas frescas; alimentos perecederos; otros artículos manufacturados; bebidas; otros aparatos y artefactos de maquinaria; semillas oleaginosas y grasas oleaginosas; cuero, textiles y ropa; estimulantes y especies; artículos misceláneo; alimentos para animales y desperdicios de animales. De acuerdo con el análisis Shift-Share estático, en este periodo, las exportaciones de Panamá hacia la Unión Europea fueron afectadas por las disminuciones en las exportaciones a países como: Alemania, Bélgica, Grecia, Italia, Polonia, Reino Unido y Suecia. Y por la disminución de las exportaciones de los siguientes productos: otros vegetales frescos y congelados, frutas frescas; semillas oleaginosas y grasas oleaginosas y equipos de trasporte. Además de la evidencia mostrada y discutida, esta investigación puede considerarse como una contribución significativa a las estadísticas existentes sobre exportaciones de Panamá a la Unión Europea y puede ser utilizada más ampliamente como una herramienta para delinear estrategias corporativas o nacionales para impulsar el comercio entre Panamá y la Unión Europea.
- Sistema de planeamento fino da produção com sequenciamento de lotes e agendamento de máquinasPublication . Duarte, AntónioEste trabalho é dedicado ao planeamento operacional, especificamente ao planeamento da produção em máquinas paralelas. O problema estudado é completamente preemptivo: qualquer tarefa pode ser interrompida e retomada mais tarde, na mesma máquina ou em outra qualquer, e pode haver multiprocessamento. Na abordagem é utilizada uma modificação do algoritmo de Horn, de modo a suportar uma matriz de adequação máquina/tarefa. Como existem tempos de preparação, a solução é melhorada recorrendo à heurística PDEDD e a uma heurística de trocas desenvolvida. Foi desenvolvida uma implementação computacional com a qual foram realizados testes à eficácia das heurísticas na redução de preempções desnecessárias. Esses testes são apresentados e os seus resultados discutidos.
- Modelos de planeamento de tricotagem - estudo de um casoPublication . Pimentel, Carina; Alvelos, Filipe; Carvalho, J.M. Valério de; Duarte, AntónioEste trabalho é dedicado ao estudo e desenvolvimento de algoritmos para o planeamento da tricotagem de uma empresa multinacional do ramo têxtil, que se dedica à produção de artigos de malha fina. Esta empresa contém quatro secções produtivas, que se encontram divididas da seguinte forma: tricotagem, montagem, tinturaria e acabamento. O trabalho que aqui se apresenta está relacionado com a secção de tricotagem, a qual se encontra ainda dividida em três subsecções. Embora nesta secção sejam produzidos todos os componentes principais de um artigo final, nesta fase do trabalho apenas se considera a subsecção em>cotton, onde são produzidas as partes de corpos do artigo final. A principal razão pela qual se iniciou por esta subsecção está relacionada com o facto de esta ter capacidades muito apertadas, requerendo um planeamento rigoroso e eficiente. Com este trabalho pretende-se resolver de uma forma integrada dois problemas da secção de tricotagem cotton: (1) o de dimensionamento de lotes e (2) o de sequenciamento desses lotes em vários conjuntos de máquinas. Numa solução para o problema as quantidades totais a produzir por artigo/componente/tamanho são divididas em vários lotes de menor dimensão, faz-se a afectação desses lotes às máquinas e determina-se a ordem (sequência) segundo a qual estes devem ser produzidos. Cada lote pode ser produzido de forma independente em qualquer altura, num (sub)conjunto de máquinas adequadas à sua produção. Este problema caracteriza-se pela existência de: vários conjuntos de máquinas paralelas idênticas; procuras arbitrárias e datas de entrega associadas a artigos finais; uma matriz de compatibilidade entre máquinas e artigos/componentes/tamanhos; datas de disponibilidade de máquinas; tempos de preparação dependentes da sequência e tempos de produção unitários. Os objectivos a atingir são: (1) a minimização do atraso total e (2) a minimização do desvio entre os instantes de conclusão dos vários componentes que pertencem ao mesmo artigo. Propõe-se um modelo de programação inteira mista para este problema, que considera todos os aspectos acima referidos. Dada a dimensão e complexidade do modelo não se obtêm facilmente soluções exactas para o mesmo. Assim, propõe-se uma heurística que consiste na resolução iterativa de problemas de fluxo de custo mínimo e no sequenciamento de diferentes conjuntos de componentes.
- Uma abordagem metaheurística para um problema integrado de dimensionamento de lotes e de sequenciamentoPublication . Pimentel, Carina; Alvelos, Filipe; Duarte, António; Carvalho, J.M. Valério deNesta comunicação apresenta-se um problema integrado de dimensionamento de lotes e de sequenciamento desses lotes, baseado num problema real de uma indústria Têxtil. Numa solução para o problema as quantidades a produzir por artigo/componente/tamanho são divididas em vários lotes de dimensão variável, determinam-se as máquinas onde os lotes definidos serão produzidos, assim como a ordem segundo a qual esses lotes devem ser produzidos em cada máquina. Os objectivos a atingir são: (1) a minimização do atraso total e (2) a minimização do desvio entre os instantes de conclusão dos vários componentes que pertencem ao mesmo artigo final. Este segundo objectivo tem particular importância no contexto do problema real, de forma a garantir um fluxo regular da produção, embora tenha tido um tratamento muito limitado, senão inexistente, na literatura. Para modelar correctamente este segundo objectivo, o tempo é considerado numa escala contínua. O problema caracteriza-se pela existência de vários conjuntos de máquinas paralelas idênticas; de procuras arbitrárias e datas de entrega associadas a artigos finais; de uma matriz de compatibilidade entre máquinas e artigos/componentes/tamanhos; de datas de disponibilidade de máquinas e pela possibilidade de divisão da procura em várias procuras menores (lot Splitting). Para resolver o problema propõe-se uma metaheurística baseada em pesquisa local (variable neighborhood search). Serão apresentados resultados para um conjunto de instâncias geradas com base no problema real.
- Parallel machine scheduling using free software: an applicationPublication . Duarte, António; Carvalho, J.M. Valério deWe will show how to implement large scale optimization by only using freely available software tools. We solve exactly a parallel machine scheduling problem with identical parallel machines and malleable tasks, subject to arbitrary release dates and due dates. The objective is to minimize a function of late work and setup costs. We use the COIN-OR BCP framework to implement column generation to solve a model that results from a Dantzig-Wolfe decomposition, and also CRIFOR MCFZIB to solve an equivalent network flow model. Computational results are presented.
- Heuristic approaches for a practical lot splitting and scheduling problemPublication . Pimentel, Carina; Alvelos, Filipe; Carvalho, J.M. Valério de; Duarte, AntónioIn this talk we present some heuristic approaches for a real world lot splitting and scheduling problem of a Textile factory. The problem consists of finding a weekly production plan for the knitting section of the company, establishing the quantities to produce of each component (organized in one or several lots), and where and when (starting/completion times) to produce them. Two important objectives to achieve are on time delivery of products and minimum levels of work-in-process inventory. We present some results for a set of randomly generated instances based on real world data.
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