Redução do espaço de busca em problemas de otimização via simulação multiobjetivo utilizando análise envoltória de dados e latin hypercube design

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: LOPES, Guilherme Ferreira
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
Texto Completo: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4110
Resumo: Dentro de um contexto globalizado, o processo de tomada de decisão é crucial para o andamento das atividades planejadas. Tal importância tem refletido diretamente na busca pelo aperfeiçoamento dos processos, o que possibilitou a aplicação da otimização dos sistemas, voltando-os ao uso da Simulação a Eventos Discretos (SED). Entretanto, este campo de pesquisa ainda é pouco explorado devido ao tempo de convergência dos algoritmos, uma vez que os problemas reais apresentam inúmeros objetivos, sendo eles conflitantes entre si. Neste contexto, o trabalho propõe um framework capaz de reduzir o espaço de busca em problemas de Otimização via Simulação Multiobjetivo (OvSM) e, consequentemente, o tempo computacional, obtendo soluções de elevada qualidade, identificando os melhores limites de variação para cada variável de decisão e, adicionalmente, apresentar ao tomador de decisão, a melhor alocação dos recursos. Para isso, o framework proposto combina a SED, o método de Latin Hypercube Design (LHD) e a análise de Supereficiência por meio da Análise Envoltória de Dados (DEA) com retornos variáveis de escala (BCC). Neste framework, o espaço de busca completo é representado pela matriz LHD e com base nos cenários gerados pela matriz, o método de Supereficiência DEA – BCC é aplicado, sendo adotados os novos limites do problema multiobjetivo. A proposta foi aplicada a dois objetos de estudos, o primeiro abrange uma operação do setor logístico e o segundo, retrata o processo de uma multinacional líder em soluções para construção civil, de modo que ambos os objetos de estudos utilizaram-se de dados reais e apresentam níveis de complexidades distintos. Desta forma, o primeiro objeto de estudo apresentou uma redução de 70% do espaço de busca e de 17,44% do tempo computacional. Já para o segundo objeto, apresentou uma redução de 89% do espaço de busca e de 28,71% do tempo computacional. Em suma, o framework proposto demonstrou-se promissor ao abordar objetos complexos de OvSM e apresentou resultados significativos.
id UFEI_a9a7f6862bcc3d2bd4a1ea24bd7cdf57
oai_identifier_str oai:repositorio.unifei.edu.br:123456789/4110
network_acronym_str UFEI
network_name_str Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
repository_id_str 7044
spelling 2024-07-102024-08-082024-08-08T13:43:53Z2024-08-08T13:43:53Zhttps://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4110Dentro de um contexto globalizado, o processo de tomada de decisão é crucial para o andamento das atividades planejadas. Tal importância tem refletido diretamente na busca pelo aperfeiçoamento dos processos, o que possibilitou a aplicação da otimização dos sistemas, voltando-os ao uso da Simulação a Eventos Discretos (SED). Entretanto, este campo de pesquisa ainda é pouco explorado devido ao tempo de convergência dos algoritmos, uma vez que os problemas reais apresentam inúmeros objetivos, sendo eles conflitantes entre si. Neste contexto, o trabalho propõe um framework capaz de reduzir o espaço de busca em problemas de Otimização via Simulação Multiobjetivo (OvSM) e, consequentemente, o tempo computacional, obtendo soluções de elevada qualidade, identificando os melhores limites de variação para cada variável de decisão e, adicionalmente, apresentar ao tomador de decisão, a melhor alocação dos recursos. Para isso, o framework proposto combina a SED, o método de Latin Hypercube Design (LHD) e a análise de Supereficiência por meio da Análise Envoltória de Dados (DEA) com retornos variáveis de escala (BCC). Neste framework, o espaço de busca completo é representado pela matriz LHD e com base nos cenários gerados pela matriz, o método de Supereficiência DEA – BCC é aplicado, sendo adotados os novos limites do problema multiobjetivo. A proposta foi aplicada a dois objetos de estudos, o primeiro abrange uma operação do setor logístico e o segundo, retrata o processo de uma multinacional líder em soluções para construção civil, de modo que ambos os objetos de estudos utilizaram-se de dados reais e apresentam níveis de complexidades distintos. Desta forma, o primeiro objeto de estudo apresentou uma redução de 70% do espaço de busca e de 17,44% do tempo computacional. Já para o segundo objeto, apresentou uma redução de 89% do espaço de busca e de 28,71% do tempo computacional. Em suma, o framework proposto demonstrou-se promissor ao abordar objetos complexos de OvSM e apresentou resultados significativos.In a globalized context, the decision-making process is crucial for the progress of planned activities. This importance has directly reflected in the pursuit of process improvement, enabling the application of system optimization, specifically through the use of Discrete Event Simulation (DES). However, this research field remains underexplored due to the convergence time of algorithms, as real-world problems present numerous objectives that is often conflicting. In this context, this work proposes a method capable of reducing the search space in Multi-objective Simulation Optimization (MOSO) problems and, consequently, the computational time, obtaining high-quality solutions, identifying the best variation limits for each decision variable, and additionally presenting the decision-maker with the best resource allocation. To achieve this, the proposed method combines DES, the Latin Hypercube Design (LHD) method, and Super-efficiency analysis through Data Envelopment Analysis (DEA) with variable returns to scale (VRS). In this method, the complete search space is represented by the LHD matrix, and based on the scenarios generated by the matrix, the DEA – VRS Super-efficiency method is applied, adopting the new limits for the multi-objective problem. The proposal was applied to two study objects: the first encompasses a logistics sector operation, and the second portrays the process of a multinational leader in construction solutions, with both study objects using real data and presenting distinct levels of complexity. Thus, the first study object showed a 70% reduction in the search space and a 17.44% reduction in computational time. For the second object, there was an 89% reduction in the search space and a 28.71% reduction in computational time. In summary, the proposed method proved to be promising in addressing complex MOSO objects and presented significant results.porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia de ProduçãoUNIFEIBrasilIEPG - Instituto de Engenharia de Produção e GestãoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUÇÃOSimulação a eventos discretosOtimização via simulação multiobjetivoDEA BCCSupereficiênciaLHDRedução do espaço de busca em problemas de otimização via simulação multiobjetivo utilizando análise envoltória de dados e latin hypercube designinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisMIRANDA, Rafael de Carvalhohttp://lattes.cnpq.br/4478766390160865http://lattes.cnpq.br/0256673363135787LOPES, Guilherme FerreiraLOPES, Guilherme Ferreira. Redução do espaço de busca em problemas de otimização via simulação multiobjetivo utilizando análise envoltória de dados e latin hypercube design. 2024. 118 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2024.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/4110/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALDissertação_2024102.pdfDissertação_2024102.pdfapplication/pdf3347252https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/4110/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_2024102.pdf3d0216898ce2ae5e1a454ba8549c76d4MD51123456789/41102024-08-08 10:43:53.955oai:repositorio.unifei.edu.br:123456789/4110Tk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442024-08-08T13:43:53Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Redução do espaço de busca em problemas de otimização via simulação multiobjetivo utilizando análise envoltória de dados e latin hypercube design
title Redução do espaço de busca em problemas de otimização via simulação multiobjetivo utilizando análise envoltória de dados e latin hypercube design
spellingShingle Redução do espaço de busca em problemas de otimização via simulação multiobjetivo utilizando análise envoltória de dados e latin hypercube design
LOPES, Guilherme Ferreira
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
Simulação a eventos discretos
Otimização via simulação multiobjetivo
DEA BCC
Supereficiência
LHD
title_short Redução do espaço de busca em problemas de otimização via simulação multiobjetivo utilizando análise envoltória de dados e latin hypercube design
title_full Redução do espaço de busca em problemas de otimização via simulação multiobjetivo utilizando análise envoltória de dados e latin hypercube design
title_fullStr Redução do espaço de busca em problemas de otimização via simulação multiobjetivo utilizando análise envoltória de dados e latin hypercube design
title_full_unstemmed Redução do espaço de busca em problemas de otimização via simulação multiobjetivo utilizando análise envoltória de dados e latin hypercube design
title_sort Redução do espaço de busca em problemas de otimização via simulação multiobjetivo utilizando análise envoltória de dados e latin hypercube design
author LOPES, Guilherme Ferreira
author_facet LOPES, Guilherme Ferreira
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv MIRANDA, Rafael de Carvalho
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4478766390160865
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/0256673363135787
dc.contributor.author.fl_str_mv LOPES, Guilherme Ferreira
contributor_str_mv MIRANDA, Rafael de Carvalho
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
topic CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
Simulação a eventos discretos
Otimização via simulação multiobjetivo
DEA BCC
Supereficiência
LHD
dc.subject.por.fl_str_mv Simulação a eventos discretos
Otimização via simulação multiobjetivo
DEA BCC
Supereficiência
LHD
description Dentro de um contexto globalizado, o processo de tomada de decisão é crucial para o andamento das atividades planejadas. Tal importância tem refletido diretamente na busca pelo aperfeiçoamento dos processos, o que possibilitou a aplicação da otimização dos sistemas, voltando-os ao uso da Simulação a Eventos Discretos (SED). Entretanto, este campo de pesquisa ainda é pouco explorado devido ao tempo de convergência dos algoritmos, uma vez que os problemas reais apresentam inúmeros objetivos, sendo eles conflitantes entre si. Neste contexto, o trabalho propõe um framework capaz de reduzir o espaço de busca em problemas de Otimização via Simulação Multiobjetivo (OvSM) e, consequentemente, o tempo computacional, obtendo soluções de elevada qualidade, identificando os melhores limites de variação para cada variável de decisão e, adicionalmente, apresentar ao tomador de decisão, a melhor alocação dos recursos. Para isso, o framework proposto combina a SED, o método de Latin Hypercube Design (LHD) e a análise de Supereficiência por meio da Análise Envoltória de Dados (DEA) com retornos variáveis de escala (BCC). Neste framework, o espaço de busca completo é representado pela matriz LHD e com base nos cenários gerados pela matriz, o método de Supereficiência DEA – BCC é aplicado, sendo adotados os novos limites do problema multiobjetivo. A proposta foi aplicada a dois objetos de estudos, o primeiro abrange uma operação do setor logístico e o segundo, retrata o processo de uma multinacional líder em soluções para construção civil, de modo que ambos os objetos de estudos utilizaram-se de dados reais e apresentam níveis de complexidades distintos. Desta forma, o primeiro objeto de estudo apresentou uma redução de 70% do espaço de busca e de 17,44% do tempo computacional. Já para o segundo objeto, apresentou uma redução de 89% do espaço de busca e de 28,71% do tempo computacional. Em suma, o framework proposto demonstrou-se promissor ao abordar objetos complexos de OvSM e apresentou resultados significativos.
publishDate 2024
dc.date.issued.fl_str_mv 2024-07-10
dc.date.available.fl_str_mv 2024-08-08
2024-08-08T13:43:53Z
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2024-08-08T13:43:53Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4110
url https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4110
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.references.pt_BR.fl_str_mv LOPES, Guilherme Ferreira. Redução do espaço de busca em problemas de otimização via simulação multiobjetivo utilizando análise envoltória de dados e latin hypercube design. 2024. 118 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2024.
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Itajubá
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia de Produção
dc.publisher.initials.fl_str_mv UNIFEI
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv IEPG - Instituto de Engenharia de Produção e Gestão
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Itajubá
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)
instacron:UNIFEI
instname_str Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)
instacron_str UNIFEI
institution UNIFEI
reponame_str Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
collection Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/4110/2/license.txt
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/4110/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_2024102.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33
3d0216898ce2ae5e1a454ba8549c76d4
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.br
_version_ 1813280700894281728