sexta-feira, 29 de junho de 2018

Pesquisa Operacional - Treino

Pesquisa Operacional - Treino

Exercício 2 da pág. 133 da apostila

Resolução pelo método do canto noroeste

1080213040
70
12-10=2
2-2=0 //
1108140960100
17-8=9
9-9=0//
601201801090
11-1=10
10-10=0 //
10-10=0 //
10-2=8
8-8=0 //
10-9=1
1-1=0 //
10-10=0 //

Z(minimizar custo) = 5000 + 50 . (10 . 80 + 2 . 130 + 8 . 140 + 9 . 60 + 1 . 80 + 10 . 90) = 3700.50 + 5000 = 190000


Resolução pelo método do custo mínimo


80
1301040270
12-10=2
2-2=0 //
11010140
607100
17-7=10
10-10=0//
1060120
80190
11-10=1
1-1=0 //
10-10=0 //
10-10=0 //
10-10=0 //
10-2=8
8-1=7
7-7=0 //

Z(minimizar custo) = 5000 + 50 . (10 . 40 + 2 . 70 + 10 . 140 + 7 . 100 + 10 . 60 + 1 . 90) = 3330.50 + 5000 = 171500



Resolução pelo método das Penalidades
Observações:
Como o custo é diretamente proporcional à distância, podemos usar os valores de distância, começando pelas menores distâncias, que apresentarão os menores custos.
Acrescentar uma linha e uma coluna na matriz para analisar as penalidades.


80
1301040270
40
10
60
-
-
-
12-10=2
2-2=0 //

1109140
608100
40
10
40
40
-
-
17-8=9
9-9=0//
10601120
80
90
20
30
30
30
-
-
11-10=1
1
//
20
20
30
-
-
-
10
10
10
20
20
-
20
-
-
-
-
-
20
20
20
10
-
-


10-10=0 //
10-1=9
9-9=0 //
10-10=0 //
10-2 =8
8-8=0 //
final

Z(minimizar custo) = 5000 + 50 . (10 . 40 + 2 . 70 + 9 . 140 + 8 . 100 + 10 . 60 + 1 . 120) = 3320.50 + 5000 = 171000*

Menor custo foi obtido a partir do método das penalidades.




Lucas Tiago Rodrigues de Freitas -- // -- Definite Chief Aim: "Viver tecnologicamente, cientificamente, trabalhando em parceria com Deus, melhorando o meio ambiente e gerando prosperidade."

Pesquisa Operacional - 28/06/2018

Pesquisa Operacional - 28/06/2018

Casos em que a oferta é diferente da procura.

A transportadora Ômega irá fazer o transporte dos seus produtos eletrônicos de 3 fábricas para 4 centros de distribuição.

Os custos unitários do transporte são apresentados na tabela a seguir.
Sabe-se que as fábricas 1, 2 e 3 têm capacidade de produção de 40, 100 e 60 unidades, respectivamente.
As necessidades dos CDs A, B, C e D são 20, 70, 50 e 90, respectivamente.

Fábrica / CDCD 1CD 2CD 3CD 4Capacidade
Fábrica 15310840
Fábrica 25249100
Fábrica 381191060
Demanda20705090

Demanda = 20 + 70 + 50 + 90 = 230
Oferta = 40 + 100 + 60 = 200
Demanda supera a oferta = 230 - 200 = 30

Resolução:

Método das penalidades
Criar uma fábrica fictícia para equilibrar a demanda:

Fábrica / CDCD 1CD 2CD 3CD 4Capacidade
Fábrica 15310840
Fábrica 25249100
Fábrica 381191060
Fábrica 4000030
Demanda20705090


2052031082 2 2 3
40-20=20
20-20=0 //
550250492 3100-50=50
811960101 2 2 260-60=0
000300030-30=0
5 0 0 3 3 
2 1 1 858 1 1 2 2

20-20=0
//

70-50=20
20-20=0
//
50-50=0
//
90-30=60
60-60=0
//

Z(minimizar custo) = 20 . 5 + 20 . 3 + 50 . 2 + 50 . 4 + 60 .10 + 30 . 0 = 100 + 60 + 100 + 200 + 600 = 1060

Observação:
Como a fábrica fictícia está enviando 30 unidades para o destino CD4, esta é a demanda que não será plenamente abastecida.

Método do canto noroeste
Criar uma fábrica fictícia para equilibrar a demanda:

205203108
40-20=20
20-20=0 //
55025049100-50=50
50-50=0 //
8119601060-60=0 //
00030030-30=0 //

20-20=0
//

70-20=50
50-50=0
//
50-50=0
//
90-60=30
30-30=0
//

Z(minimizar custo) = 20 . 5 + 20 . 3 + 50 . 2 + 50 . 4 + 60 .10 + 30 . 0 = 100 + 60 + 100 + 200 + 600 = 1060

Método do custo mínimo
Criar uma fábrica fictícia para equilibrar a demanda:

205
310208
40-20=20
20-20=0 //
57023049100-70=30
30-30=0 //
811209401060-20=40
40-40=0 //
00030030-30=0 //

20-20=0
//

70-70=0
//
50-30=20
20-20=0
//
90-30=60
60-20=40
40-40=0
//

Z(minimizar custo) = 20 . 5 + 70 . 2 + 30 . 4 + 20 . 9 + 40 .10 + 30 . 0 = 100 + 140 + 120 + 180 + 400 + 0 = 940


Lucas Tiago Rodrigues de Freitas -- // -- Definite Chief Aim: "Viver tecnologicamente, cientificamente, trabalhando em parceria com Deus, melhorando o meio ambiente e gerando prosperidade."

Moura 105Ah



Lucas Tiago Rodrigues de Freitas

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Entrega da Bateria Moura 105Ah pelo fornecedor "Minha Casa Solar"



Lucas Tiago Rodrigues de Freitas

-- // -- Definite Chief Aim: "Viver tecnologicamente, cientificamente, trabalhando em parceria com Deus, melhorando o meio ambiente e gerando prosperidade."

quinta-feira, 28 de junho de 2018

Pesquisa Operacional - Treino - Exercícios 7 - Problema do transporte e designação - redes

Pesquisa Operacional - Treino - Exercícios 7 - Problema do transporte e designação - redes

Questão 2

Uma companhia tem 3 fábricas, que produzem um determinado tipo de produto. O produto sai de cada fábrica para um dos 4 centros de distribuição da empresa.
As produções das fábricas são:

  • Fábrica 1 = 12 carregamentos por mês
  • Fábrica 2 = 17 carregamentos por mês
  • Fábrica 3 = 11 carregamentos por mês
Total de 30 carregamentos fabricados.

Cada Centro de Distribuição necessita receber 10 carregamentos por mês.

As distâncias de cada Centro de Distribuição até a fábrica (em km)  estão na tabela abaixo.


O custo de frete por carregamento é de $5000,00 mais $50,00 por quilômetro.

a) Formule o problema de modo a minimizar o custo total de transporte.

b) Resolva o problema, determinando uma SBA (Solução Básica Admissível) inicial através do método do canto noroeste.


Lucas Tiago Rodrigues de Freitas -- // -- Definite Chief Aim: "Viver tecnologicamente, cientificamente, trabalhando em parceria com Deus, melhorando o meio ambiente e gerando prosperidade."

Pesquisa Operacional - 28/06/2018

Pesquisa Operacional - 28/06/2018

Casos em que a oferta é diferente da procura

A transportadora Ômega irá fazer o transporte dos seus produtos eletrônicos de 3 fábricas para 4 centros de distribuição.

Os custos unitários do transporte são apresentados na tabela a seguir.

CD1CD2CD3CD4Capacidade por fábrica
Capacidade total = 40+100+60 = 200
Fábrica 15310840
Fábrica 25249100
Fábrica 381191060
Demanda por CD
Demanda total =
20+70+50+90 = 230
20705090

Assim, estamos diante de um problema desequilibrado, com demanda total (230) maior que a oferta total (200).

Sabe-se que as fábricas 1, 2 e 3 têm capacidade de produção de 40, 100 e 60 unidades, respectivamente.
As necessidades dos CDs A, B, C e D são 20, 70, 50 e 90, respectivamente.

Para equilibrar o problema, criaremos então uma fábrica fictícia, a Fábrica 4, que irá produzir 30 unidades, igualando a produção das fábricas com a demanda dos CDs. Como a Fábrica 4 é fictícia, ela não enviará nenhum produto para nenhum CD na realidade, então o custo de envio e a distância de envio serão iguais a 0.


CD1CD2CD3CD4Capacidade por fábrica
Capacidade total = 40+100+60+30 = 230
Fábrica 15310840
Fábrica 25249100
Fábrica 381191060
Fábrica 4000030
Demanda por CD
Demanda total =
20+70+50+90 = 230
20705090

Buscando a melhor solução

Método das penalidades

O método das penalidades consiste em localizar a célula com o menor valor na linha ou coluna em que a diferença (módulo) entre os dois menores custos for maior. Após ser encontrada uma célula, verifica-se a quantidade que será destinada a ela. A cada rodada, deve-se recalcular as penalidades e encontrar a nova célula a ser utilizada.


20
5
20
3
-
10
-
8
2 2 2 3* - -
40-20 = 20
20-20 = 0
-
5
50
2
50
4
-
9
2 3* - - - -
100-50 = 50
50-50 = 0
-
8
-
11
-
9
60
10
1 2 2 2 - -
60-60 = 0
-
0
-
0
-
0
30
0
0 - - - - -
30-30 = 0
5
0
0
3
3
-
2
1
1
8*
-
-
4
5*
-
-
-
-
8*
1
1
2
2
1
20-20 = 0

70-50 = 20
20-20 = 0

50-50 = 0

90-30 = 60
60-60 = 0


Z(minimizar custo) = 20 . 5 + 20 . 3 + 50 . 2 + 50 . 4 + 60 . 10 + 30 . 0 = 100 + 60 + 100 + 200 + 600 = 1060 unidades monetárias

Observação: como a fábrica fictícia está enviando 30 unidades para o destino CD4, esta é a demanda que não será plenamente atendida.

Método do Canto Noroeste


205203-10-8
40-20=20
20-20 = 0
-5502504-9
100-50=50
50-50=0
-8-11-9601060-60=0
-0-0-030030-30=0
20-20=0
70-20=50
50-50=0
50-50=0
90-60=30
30-30=0

Z(minimizar custo) = 20 . 5 + 20 . 3 + 50 . 2 + 50 . 4 + 60 . 10 + 30 . 0 = 100 + 60 + 100 + 200 + 600 = 1060 unidades monetárias

Observação: como a fábrica fictícia está enviando 30 unidades para o destino CD4, esta é a demanda que não será plenamente atendida.


Método do Custo Mínimo


205-3-1020840-20=20
20-20 = 0
-5702304-9100-70=30
30-30=0
-8-11209401060-20=40
40-40=0
-0-0-030030-30=0
20-20=070-70=050-30=20
20-20=0
90-30=60
60-20=40
40-40=0

Z(minimizar custo) = 20 . 5 + 70 . 2 + 30 . 4 + 20 . 9 + 40 . 10 + 30 . 0 = 100 + 140 + 120 + 180 + 400 = 940 unidades monetárias

Observação: como a fábrica fictícia está enviando 30 unidades para o destino CD4, esta é a demanda que não será plenamente atendida.


Comparando os resultados, verifica-se que o método do custo mínimo apresentou o menor custo (940 unidades monetárias) dentre os 3 métodos analisados.



M.Sc. Lucas Tiago Rodrigues de Freitas agradece sua leitura. Lembre-se de deixar seu comentário, caso seja necessário realizar alguma correção ou melhoria no material.

quarta-feira, 27 de junho de 2018

Natação: como nadar mais, sem se cansar



Lucas Tiago Rodrigues de Freitas

-- // -- Definite Chief Aim: "Viver tecnologicamente, cientificamente, trabalhando em parceria com Deus, melhorando o meio ambiente e gerando prosperidade."

3 DICAS PARA MELHORAR SEU CRAWL / RITMO, ALCANCE E RELAXAMENTO.



Lucas Tiago Rodrigues de Freitas

-- // -- Definite Chief Aim: "Viver tecnologicamente, cientificamente, trabalhando em parceria com Deus, melhorando o meio ambiente e gerando prosperidade."

terça-feira, 26 de junho de 2018

Treino - Pesquisa Operacional - Problema do transporte e designação - redes

Treino - Pesquisa Operacional - Problema do transporte e designação - redes

Exercícios 7 da apostila da Professora

Matriz de custoFábrica 1Fábrica 2Fábrica 3
Mina 191628
Mina 2142919

Demanda:
  • Fábrica 1 = 71
  • Fábrica 2 = 133
  • Fábrica 3 = 96

a) Modelo matemático

Z(minimizar custo) =
9. x11 + 16 . x12 + 28 . x13 +
14. x21 + 29 . x22 + 19 . x23

xij = custo de transporte da mina i para a fábrica j

i = 1,2
  • i=1 - mina 1
  • i=2 - mina2

j = 1, 2, 3
  • j = 1 - fábrica 1
  • j = 2 - fábrica 2
  • j = 3 - fábrica 3
Sujeito a:
  • Demanda = procura:
    • x11 + x21 = 71
    • x12 + x22 = 133
    • x13 + x23 = 96
  • Oferta:
    • x11 + x12 + x13 = 103
    • x21 + x22 + x23 = 197
  • Não negatividade:
    • Xij ≥ 0
B) solução básica admissível


Método do canto noroeste (p. 115 da apostila)

Começar pelo canto noroeste de matriz, e seguir varrendo a matriz nas diagonais da noroeste, até que todas as demandas sejam atendidas por todas as ofertas (trata-se de um problema equilibrado).

719321628103 - 71 = 32
32 - 32 = 0 //
(fechou linha)
14101299619197 - 101 = 96
96 - 96 = 0 //
(fechou linha)
71 - 71 = 0 //
(fechou coluna)
133 - 32 = 101
101 - 101 = 0 //
(fechou coluna)
96 - 96 = 0 //
(fechou coluna)

Z(minimizar custo) = 71 . 9 + 32 . 16 + 101 . 29 + 96 . 19 = 5904



Método do custo mínimo (p. 117 da apostila)



719321628103 - 71 = 32
32 - 32 = 0 //
(fechou linha)
14101299619197 - 96 = 101
101 - 101 = 0 //
(fechou linha)
71 - 71 = 0 //
(fechou coluna)
133 - 32 = 101
101 - 101 = 0 //
(fechou coluna)
96 - 96 = 0 //
(fechou coluna)


Z(minimizar custo) = 71 . 9 + 32 . 16 + 101 . 29 + 96 . 19 = 5904



Método das penalidades (p. 118 da apostila)



9103162816-9 = 7
103 - 103 = 0 //
(fechou linha)
71143029961919-14=5
197 - 30 = 167
167 - 96 = 71
71 - 71 = 0 //
(fechou linha)

14-9 =5
29-16=7
71 - 71 = 0
//
(fechou coluna)
133 - 103 = 30
30 - 30 = 0
//
(fechou coluna)
96 - 96 = 0
//
(fechou coluna)


A base é o menor custo da linha ou coluna associada à maior das diferenças.

Z(minimizar custo) = 71 . 14 + 103 . 16 + 30 . 29 + 96 . 19 = 5336



Melhor escolha entre os três métodos:
Método das penalidades >> 5336 de minimização



Lucas Tiago Rodrigues de Freitas -- // -- Definite Chief Aim: "Viver tecnologicamente, cientificamente, trabalhando em parceria com Deus, melhorando o meio ambiente e gerando prosperidade."

domingo, 24 de junho de 2018

Estradas de Ferro - Treino - ESO Semana 11

Estradas de Ferro - Treino - ESO Semana 11

Um comboio ferroviário, com 3 locomotivas, é formado por 80 vagões. Abaixo são apresentadas as características da via, das locomotivas e dos vagões.

Via
Velocidade crítica: 15km/h
Bitola larga: 1,60m

Locomotiva
Classe 1 - C - C - 1

  • 1 + 3 + 3 + 1 = 8 eixos
    • 3 + 3 = 6 eixos tracionados
Potência: W [HP . ef] = 2300HP
Peso = 300 toneladas
Atrito roda-trilho: f = 0,2
Área frontal: 10m²
Comprimento da base rígida: 3,5m

Vagões

Peso: 60 ton força
Área frontal: 8 m²

a) entre com o valor da força de aderência de cada locomotiva (kgf):

Fad = Pad . f

Pad = total de eixos tracionados / total de eixos . massa da locomotiva = 6/8 . 300 = 225 ton

Força de aderência
Fad = Pad . f = 225 . 0,2 = 45 ton força = 45000 kgf

b) esforço trator de cada locomotiva:

F = 273,24 . WHPefetivo / V
onde:
F = força tratora da locomotiva, em kgf
V = velocidade do comboio, em km/h
WHPefetivo = η . Wnominal, em HP, sendo η o rendimento do motor

Esforço trator
F = 273,24 . WHPefetivo / V
F = 273,24 . 2300 / 15 = 41896,8 kgf

c) Qual será o fator limitante para a força de cada locomotiva?
A potência de cada locomotiva será limitada pelo esforço trator.

d) entre com o valor da resistência ao movimento para as locomotivas.

Tipos de resistências:
  • resistência normal
  • resistência de rampa
  • resistência de curva
  • resistência de inércia
Vamos calcular apenas a resistência normal para responder à questão, visto que não foram informados dados relativos a rampa, curva e inércia (que iria precisar de uma variação de velocidade da locomotiva).

R'n = 0,65 + 13,2 / pe + K1 . V + K2 . A . V² / (pe . ne)

onde:
A = área frontal = 10 m²
ne = número de eixos do veículo = 8
pe = peso médio por eixo em ton força = 300/8 = 37,5tf
V = velocidade crítica = 15km/h
K1: Para locomotiva convencional e bitola larga = 0,0093
K2: Para locomotiva convencional e bitola larga = 0,00450

R'n = 0,65 + 13,2 / pe + K1 . V + K2 . A . V² / (pe . ne)
R'n = 0,65 + 13,2 / 37,5 + 0,0093 . 15 + 0,00450 . 10 . 15² / (37,5 . 8) = 1,17525 kgf/ton


e) entre com o valor da resistência ao movimento para os vagões.

R'n = 0,65 + 13,2 / pe + K1 . V + K2 . A . V² / (pe . ne)

onde:
A = área frontal = 8 m²
ne = número de eixos do veículo = 4 (considerando que o vagão tenha 4 eixos)
pe = peso médio por eixo em ton força = 60/4 = 15tf
V = velocidade crítica = 15km/h
K1: Para locomotiva convencional e bitola larga = 0,0093
K2: Para locomotiva convencional e bitola larga = 0,00450

R'n = 0,65 + 13,2 / pe + K1 . V + K2 . A . V² / (pe . ne)
R'n = 0,65 + 13,2 / 15 + 0,0140 . 15 + 0,00094 . 8 . 15² / (15 . 4) = 1,7682 kgf / t

f) entre com o valor da rampa mais íngreme que o comboio pode subir.

Composição do trem:
3 locomotivas 1-C-C-1 + 80 vagões de 60 toneladas

Resistência de rampa
R'rampa = 10 . i
onde:
i = inclinação (%)



3 . 41896,8 = 3 . 300 . (1,17525 + 10 . i) + 80 . 60 . (1,7682 + 10 . i)
125688,9 = 900 (1,17525 + 10 . i) + 4800 . (1,7682 + 10 . i)
125688,9 = 1057,725 + 9000 . i + 8487,36 + 48000 . i
116143,788 = 57000 . i
i = 2,037610316 = 2,04%

g) entre como o valor do esforço trator adicional necessário para elevar a velocidade até 40km/h num percurso de 1000 metros nesta mesma rampa:

Cálculo da resistência de inércia.
R'i = 4 . (Vf² - Vi²) / ΔS

ΔS = deslocamento durante a mudança de velocidade (metros) = 1000 metros
Vi = velocidade inicial (km/h) = 15km/h
Vf = velocidade final (km/h) = 40km/h

R'i = 4 . (40² - 15²) / 1000 = 5,5 kgf / tonelada

nLocomotivas . ΔF = nLocomotivas . PLocomotiva . R'i + nvagões . Pvagão . R'i

onde:
nLocomotivas = número de locomotivas
ΔF = variação da força que será encontrada
PLocomotiva = peso da locomotiva
R'i = resistência de inércia
nvagões = número de vagões
Pvagão = peso do vagão

nLocomotivas . ΔF = nLocomotivas . PLocomotiva . R'i + nvagões . Pvagão . R'i
3 . ΔF = 3 . 300 . 5,5 + 80 . 60 . 5,5
ΔF = 10450 kgf


h) este mesmo comboio (sem esforço trator adicional) conseguiria descrever adequadamente uma curva com raio de 220 metros, numa via de bitola larga?

Para resolver o problema é necessário calcular a resistência em curva das locomotivas e dos vagões.

Resistência em curva para locomotivas:
R'c = 0,2 + 100 / R . (p + b + 3,8)

Resistência em curva para vagões:
R'c = 500 . b / R

onde:
R'c = taxa de resistência em curva em kgf / ton
R = raio da curva em metros (m)
p = comprimento da base rígida em metros (m)
b = bitola em metros (m)

Resistência em curva para locomotivas:
R'c = 0,2 + 100 / R . (p + b + 3,8)
R'c = 0,2 + 100 / 220 . (3,5 + 1,6 + 3,8) = 4,245454545 kgf / ton


Resistência em curva para vagões:
R'c = 500 . b / R
R'c = 500 . 1,60 / 220 = 3,636363636 kgf / ton

Força total necessária para a curva em cada locomotiva:
3 . F = 3 . 300 (R'nlocomotiva + R'clocomotiva) + 80 . 60 . (R'nvagão + R'cvagão)
3 . F = 3 . 300 (1,17525 + 4,245454545) + 80 . 60 . (1,7682 + 3,636363636)
F = 10273,51318 kgf

A força mínima de cada locomotiva para o comboio realizar a curva é de 10273,51318 kgf. Como o esforço trator de cada locomotiva é de 41896,8 kgf, o comboio consegue descrever a curva adequadamente.

F necessária na curva < F locomotiva



Lucas Tiago Rodrigues de Freitas -- // -- Definite Chief Aim: "Viver tecnologicamente, cientificamente, trabalhando em parceria com Deus, melhorando o meio ambiente e gerando prosperidade."

Estradas de Ferro - Treino - ESO semana 12

Estradas de Ferro - Treino - ESO semana 12

Exercício de fixação 01

Em uma via singela temos um trecho com o tempo de percurso no sentido par de 53 minutos e no sentido ímpar de 48 minutos. O tempo de licenciamento é de 5 minutos, o tempo de manutenção é de 170 minutos e a eficiência é de 80%.

Entre com o valor da capacidade, em par de trens por dia, da via neste trecho.

Resolução
Cap = [(1440 - Tm) / (Ti + Tp + 2 . θ)] . Ef
Onde:
Cap = capacidade diária em pares de trens
1440 = número de minutos do dia
Tm = tempo diário de manutenção (120 a 240 minutos)
Ef = eficiência da operação (0,75 a 0,85)
Ti = tempo de percurso no sentido ímpar (minutos)
Tp = tempo de percurso no sentido par (minutos)
θ = tempo de licenciamento de um trem (3 a 12 minutos)

Cap = [(1440 - Tm) / (Ti + Tp + 2 . θ)] . Ef
Cap = [(1440 - 170) / (48 + 53 + 2 . 5)] . 0,80 = 9,15

Logo, a capacidade no trecho é de aproximadamente 9 pares de trens por dia.



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