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    Abordagem multiobjetivo para otimização de redes de filas finitas.
    (2012) Cruz, Frederico Rodrigues Borges da; Oliveira, Fernando Luiz Pereira de; Ferreira, José Hissa; Magela Neto, Oriane
    Este artigo apresenta uma discussão sobre os resultados obtidos por meio de um algoritmo multiobjetivo recentemente desenvolvido para otimizar, simultaneamente, o tamanho total das áreas de espera, a taxa total de serviço e a taxa de saída de uma rede de filas finitas com serviço geral. Como tais objetivos eram conflitantes, utilizou-se uma versão de um algoritmo genético projetado para encontrar soluções ótimas a mais de um deles. Foram obtidas algumas propriedades que podem auxiliar na análise e no projeto de tais importantes sistemas estocásticos.
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    Análise do SAMU de Ouro Preto e Mariana : uma abordagem utilizando o modelo hipercubo de filas integrado à metaheurística VNS.
    (2021) Lopes, Ramon Sávio Moreira; Rodrigues, Lásara Fabrícia; Gomes, Helton Cristiano; Rodrigues, Lásara Fabrícia; Gomes, Helton Cristiano; Morabito, Reinaldo; Cruz, Frederico Rodrigues Borges da
    Diariamente, indivíduos são submetidos a situações em que serviços básicos de saúde precisam ser requisitados. Um importante exemplo é o Serviço de Atendimento Móvel de Urgência (SAMU). Para que o SAMU mantenha ou melhore o nível do seu serviço, o tempo entre o recebimento da ocorrência e a chegada da unidade ao local da mesma deve ser o menor possível. Nesse trabalho foi desenvolvida uma ferramenta que incorporou o Modelo Hipercubo de Filas (MHF) à meta-heurística Variable Neighborhood Search (VNS), permitindo analisar as particularidades das políticas de despacho e localização dos servidores. O MHF trata do planejamento de sistemas de atendimento nos quais servidores se deslocam até clientes para prestar serviços e a escolha do VNS justifica-se por sua extensa utilização na resolução de diversos tipos de problema de localização. O Algoritmo VNS/MHF elaborado foi utilizado para otimizar a localização das ambulâncias do SAMU de Ouro Preto e Mariana (SAMU-OP/MA). Para isso, foram utilizados os dados de atendimento do ano de 2017. Os resultados da implementação do Algoritmo VNS/MHF impactaram positivamente o desempenho do sistema estudado, além de possibilitar a avaliação de cenários alternativos de configuração do sistema (aumento de demanda e diminuição de servidor) e análise de regulamentações específicas (brasileira e internacional). Adicionalmente, o Algoritmo VNS/MHF foi testado utilizando um cenário fictício de maior porte, mostrando a aplicabilidade da ferramenta para tratar problemas de maior escala.
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    Bias correction for estimation of performance measures of a Markovian queue.
    (2017) Almeida, Marcio Augusto da Cruz; Cruz, Frederico Rodrigues Borges da; Oliveira, Fernando Luiz Pereira de; Souza, Gustavo Henrique Costa de
    There are several situations in our daily lives in which queues are present, such as cafeterias, supermarkets, banks, gas stations, and so forth. The performance of such queues can be described by several measures. In this article, the focus is on estimates of traffic intensity ( ρ ), also called the utilization factor of the service station, the expected number of customers in the system (L), and the average queue size ( Lq ) for infinite single-serve queues with Poisson arrivals and exponential (Markovian) service times. The computational experiments show that the maximum likelihood estimators (MLEs) of the performance measures are biased for small and moderate samples ( n<50 ). Thus, a version corrected by the nonparametric bootstrap method is analyzed, demonstrating that researchers could achieve with an extra computational effort bias-corrected estimates for samples of size n=10 with average errors equivalent to the estimates from the MLE for samples of size n=200 . This reduction can be very important in practical applications because of the cost and time reduction that it may bring to the process of estimating the performance measures of a queueing system.
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    Buffer allocation in general single-server queueing networks.
    (2007) Cruz, Frederico Rodrigues Borges da; Duarte, Anderson Ribeiro; Van Woensel, Tom
    The optimal buffer allocation in queueing network systems is a difficult stochastic, non-linear, integer mathematical programming problem. Moreover, the objective function, the constraints or both are usually not available in closed form, making the problem even harder. A good approximation for the performance measures is thus essential for a successful buffer allocation algorithm. A recently published two-moment approximation formula to obtain the optimal buffer allocation in general service time single queues is examined in detail, based on which a new algorithm is proposed for the buffer allocation in single-server general service time queueing networks. Computational results and simulation results are shown to evaluate the efficacy of the approach in generating optimal buffer allocation patterns.
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    Busca local para pós-processamento em resultados de otimização multi-objetivo em redes de filas gerais.
    (2014) Souza, Gabriel Lima de; Cruz, Frederico Rodrigues Borges da; Duarte, Anderson Ribeiro
    No desafiador problema de otimização de redes de filas finitas, a capacidade total do sistema em áreas de espera deve ser a menor possível, enquanto o número de usuários atendidos por unidade de tempo deve ser o maior possível. Soluções para estes objetivos conflitantes já existem, porém podem ser melhoradas através da redistribuição de áreas de circulação entre as filas, preservando fixa a capacidade total do sistema. Um algoritmo simulated annealing foi desenvolvido, especialmente para redes de filas finitas, produzindo soluções eficientes para o problema. Um conjunto de experimentos computacionais foi conduzido, para determinar a eficiência da abordagem proposta. As conclusões apresentadas podem auxiliar aos profissionais da área no planejamento de redes de filas gerais.
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    Chronic fatigue syndrome and its relation with absenteeism : elastic-net and stepwise applied to biochemical and anthropometric clinical measurements.
    (2021) Neisse, Anderson Cristiano; Oliveira, Fernando Luiz Pereira de; Oliveira, Anderson Castro Soares de; Cruz, Frederico Rodrigues Borges da; Nascimento Neto, Raimundo Marques do
    Characterized by persistent fatigue, pain, cognitive impairment and sleep difficulties, Chronic Fatigue Syndrome (CFS) has been common in clinical practice. Studies indicate multiple factors contributing to CFS development: poor sleep, dehydration, psychological stress, hormonal dysfunction, nutrient deficiencies, among others. In risk work conditions, like the shift work of mines, CFS significantly increases the chance of fatal accidents. Work environments of mines suggest the presence of factors that increase the risk of developing CFS. Considering the severity/implications of CFS’s symptoms on the social and professional lives as well as on the economy, efforts are targeting its characterization and prevention. This study aims to assess the risk of CFS by studying cross-sectional data on absenteeism of 621 shift workers, measuring 8 anthropometric and 11 biochemical variables as well as age and gender, amounting 21 variables. After imputation, logistic regression was fitted by Stepwise selection, Lasso and Elastic-Net regularization. Results suggest that the models do not discriminate very well due to noise inherent to the dependent variable. However, all models agree on the effects of Sodium and Total Cholesterol on the risk of absenteeism. The Stepwise model also indicates LDL and Triglycerides as significant factors, both Lasso and Elastic-Net show effects for LDL instead. The Elastic-Net model suggests an effect of Potassium, though inconclusive according to the literature.
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    Comparing the inertial effect of MEWMA and multivariate sliding window schemes with confidence control charts.
    (2016) Moraes, D. A. O.; Oliveira, Fernando Luiz Pereira de; Duczmal, Luiz Henrique; Cruz, Frederico Rodrigues Borges da
    In practical applications of multivariate sliding window (SW) control charts, a considerable amount of difficulty lies in selecting parameters related to the window size and to the disposal of past observations. Although widely used for pattern recognition problems, to the best of the authors’ knowledge, there have been no comparative analyses of the efficiencies of multivariate SW schemes and more traditional and easy-to-apply control charts, such as Hotelling’s T 2 and the multivariate exponentially weighted moving average (MEWMA) control charts. The present work applies a transformed statistic called confidence control chart (CCC), which standardizes all the control charts in the 0–1 interval to improve visualization, and comparisons are made in terms of the average run length (ARL). Therefore, the purpose of this paper is to present a simulation study to compare the inertial effect of estimating the actual mean vector through the SW and the MEWMA schemes. Three types of SW schemes were tested, including uniform, linear, and exponential weights. In addition to providing equivalences between the smoothing parameter of the MEWMA method and the window sizes for the bivariate case, the results show that multivariate SW schemes suffer from the inertial effect more than MEWMA charts. In this sense, the user is encouraged to apply both control charts to avoid detection delay.
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    Desenvolvimento e aplicação de técnicas de produção enxuta em uma indústria de confecção de vestuário.
    (2022) Rodrigues, Michelle Costa; Oliveira, Fernando Luiz Pereira de; Oliveira, Fernando Luiz Pereira de; Cruz, Frederico Rodrigues Borges da; Silva, Sérgio Evangelista; Oliveira, Francisco Horácio Pereira de
    A indústria de confecção de vestuário é das mais antigas do mundo, comprometendo um grande número de operações críticas. Os principais problemas da indústria de vestuário são: tempo de espera, a taxa de produção, fluxo desbalanceado, a grande variedade de produtos, baixo ciclo de vida e demanda sazonal. A melhoria da produtividade é realizada através da implementação de várias ferramentas da filosofia do lean manufacturing (produção enxuta), juntamente com o CEP (Controle Estatístico do Processo) de forma adaptada para esse tipo de indústria. O estudo tem como objetivo otimizar os processos da indústria de confecção, buscando um modelo que seja eficaz devido às particularidades dessa indústria. Após a implementação das ferramentas enxutas e CEP na indústria de confecções, os resultados alcançados são a redução do estoque de trabalhos em andamento, aumentos no volume de produção e aumento da eficiência da linha.
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    Modelagem de chegadas em filas GI[X]/M/C/K via núcleo-estimadores.
    (2011) Cruz, Frederico Rodrigues Borges da; Duarte, Anderson Ribeiro; Brito, Nilson Luís Castelúcio
    A incorporação da estimação estatística na análise de filas finitas é uma ideia interessante e promissora como área de pesquisa. Neste artigo exploramos a ideia de utilizar um conhecido método não-paramétrico (o núcleo-estimador), na modelagem de chegas gerais em bloco. Apresentamos uma implementação na linguagem R dos métodos discutidos, bem como resultados preliminares da avaliação dos algoritmos em função do tipo de núcleo-estimador utilizado, do tamanho da janela de suavização, da intensidade de tráfego e do tamanho do sistema. Os resultados são animadores.
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    Modeling and optimization of buffers and servers in finite queueing networks.
    (2019) Martins, Helgem de Souza Ribeiro; Cruz, Frederico Rodrigues Borges da; Duarte, Anderson Ribeiro; Oliveira, Fernando Luiz Pereira de
    The joint buffer and server optimization problem (BCAP) is a non-linear optimization problem with integer decision variables that optimizes the numbers of buffers and servers such that the resulting throughput is greater than a pre-defined threshold throughput. This work presents a detailed review of the current literature that addresses allocation problems, particularly the BCAP, and a quite effective methodology for solving this problem, which consists of a combination of approximate methods and the Powell algorithm, a derivative-free optimization algorithm. The methodology was applied to networks of queues in the basic topologies series, split, and merge, producing very encouraging results that pointed at robust and homogeneous solutions.
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    Multi-objective performance improvements of general finite single-server queueing networks.
    (2018) Cruz, Frederico Rodrigues Borges da
    Optimizing the performance of general finite single-server acyclic queueing networks is a challenging problem and has been the subject of many studies. The version of the optimization problem treated here considers the minimization of the buffer areas and the service rates simultaneously with the maximization of the throughput. These are conflicting objectives, and the most appropriate methodology appears to be a multi-objective methodology. In fact, algorithms have previously been proposed, and the aim here is to show that the use of a mixed methodology can occasionally improve solutions without a significant increase in the computational costs. This paper shows that improvements in throughput can be achieved through a solution of a type of stochastic knapsack problem, which consists of redistributing the buffer spaces between the lines while preserving the overall capacity using a simulated annealing algorithm; that is, one objective is improved (the throughput) without worsening the other (the overall allocated capacity). A set of computational experiments are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed approach. Additionally, some of the insights presented here may help scientists and practitioners in finite single-server queueing network planning.
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    Uma nova formulação para otimização multi-objetivo em redes de filas finitas gerais e com único servidor.
    (2020) Souza, Gabriel Lima de; Moreira, Gladston Juliano Prates; Duarte, Anderson Ribeiro; Moreira, Gladston Juliano Prates; Duarte, Anderson Ribeiro; Cruz, Frederico Rodrigues Borges da; Silva, Ivair Ramos
    Uma nova formulação de programação matemática é proposta para um problema de otimização em redes de filas. A soma das probabilidades de bloqueio de uma rede de filas acíclicas finitas de servidor único e tempo de serviço geral é minimizada juntamente com o tamanho total da área de espera e as taxas gerais de serviço. Um algoritmo genético multiobjetivo (MOGA) e um algoritmo multiobjetivo de otimização por enxame de partículas (MOPSO) é adaptado para resolver esse difícil problema estocástico. O algoritmo resultante produz um conjunto de soluções eficientes para mais de um objetivo. A implementação dos algoritmos de otimização depende do método de expansão generalizado (GEM), uma ferramenta clássica usada para avaliar o desempenho de redes de filas finitas. Um conjunto de experimentos computacionais é apresentado para evidenciar a eficácia e eficiência da abordagem proposta. As informações obtidas a partir da análise de uma rede complexa podem ajudar no planejamento desses tipos de redes de filas.
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    Post-processing improvements in multi-objective optimization of general single-server finite queueing networks.
    (2023) Souza, Gabriel Lima de; Duarte, Anderson Ribeiro; Moreira, Gladston Juliano Prates; Cruz, Frederico Rodrigues Borges da
    An alternative mathematical programming formulation is considered for a mixed-integer optimization problem in queueing networks. The sum of the blocking probabilities of a general service time, single server, and the finite, acyclic queueing network is minimized, and so are the total buffer sizes and the overall service rates. A multi-objective genetic algorithm (MOGA) and a particle swarm optimization (MOPSO) algorithm are combined to solve this difficult stochastic problem. The derived algorithm produces a set of efficient solutions for multiple objectives in the objective function. The implementation of the optimization algorithms is dependent on the generalized expansion method (GEM), a classical tool used to evaluate the performance of finite queueing networks. We carried out a set of computational experiments to attest to the efficacy and efficiency of the proposed approach. In addition, we present a comparative analysis of the solutions before and after post-processing. Insights obtained from the study of complex queue networks may assist the planning of these types of queueing networks.
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    Risk management of cardiovascular diseases development in mining company operators.
    (2020) Marques, Rafaela Aparecida Mendonça; Oliveira, Fernando Luiz Pereira de; Silva, André Luís; Silva, André Luís; Cruz, Frederico Rodrigues Borges da; Nascimento Neto, Raimundo Marques do; Ferreira, Karine Araújo
    Com uma crescente preocupação com os aspectos sociais envolvidos na produção, a saúde e segurança ocupacional se tornaram extremamente relevantes. Assim, este trabalho tem como objetivo desenvolver um modelo para auxiliar o gerenciamento de risco cardiovascular aplicável a uma equipe de operadores de caminhões fora-de-estrada, que trabalham em turnos alternados em uma empresa de mineração do Brasil. Para isso, 191 trabalhadores foram acompanhados em três períodos (2010, 2012 e 2015) neste estudo longitudinal. Os fatores de risco para doença cardiovascular entre esses trabalhadores foram analisados. Adicionalmente, o risco de desenvolver doença cardiovascular foi calculado e os fatores associados a ele foram identificados através do teste de Qui-Quadrado, teste de U Mann-Whitney e regressão logística binária. Por fim, foram sugeridas ações preventivas, que incluem aconselhamento, participação dos trabalhadores e apoio da empresa e da liderança. Nesse sentido, são necessárias intervenções de maior intensidade para reduzir a ingestão de álcool e os níveis de pressão arterial e relação cintura-estatura. A prevalência de síndrome metabólica, glicemia alta e níveis de colesterol das lipoproteínas de baixa densidade (LDL-C) também deve ser reduzida, além de aumentar os níveis de colesterol das lipoproteínas de alta densidade (HDL-C) em toda a população. Além disso, é importante monitorar de perto os indivíduos com mais de 38 anos que fumam, consomem bebidas alcoólicas e apresentam níveis alterados de glicose no sangue. Portanto, este estudo apresenta um modelo que auxilia na tomada de decisão de forma eficiente durante o gerenciamento de riscos do desenvolvimento de doenças cardiovasculares.
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    Study of efficiency time of recombinant DNA insulin via accelerated life testing and interval censoring.
    (2018) Ilambwetsi, Patrícia de Sousa; Gouvêa, Graziela Dutra Rocha; Cruz, Frederico Rodrigues Borges da; Oliveira, Fernando Luiz Pereira de
    This paper aims to study the efficiency of recombinant DNA insulin via models for accelerated life tests. The potency loss of these insulin products was evaluated periodically, subject to the conditions of temperature of 8°C, 25°C and 37°C. Insulin samples with potency at less than 100% were considered unfit for consumption, which characterizes the event of interest. Samples suitable for consumption were considered to be censored. The response variable was observed periodically for 736 days. For data analysis, statistical models of stress-response regression were used. The deterministic part of these models is the Arrhenius model because the stress variable is the temperature, while the probabilistic part was comprised of the Exponential, Weibull, and Log-normal models. The techniques of accelerated life tests proved adequate to address the time of potency loss of the insulin for the various temperature levels. The times of occurrence of the events were treated in three different ways, which were compared in this study. First, interval censoring was considered, or only the upper and lower limits of the interval in which the failure occurred were known. Then, the midpoint of this interval was considered as a failure time. Finally, only the lower limit of the interval in which the failure occurred was considered. According to the results, it is concluded that the use of the interval lower limit is more appropriate for estimating the reliability curves, as the estimates are closer to those using interval censoring then using the midpoint of the interval. For the specific case of the recombinant DNA insulin data, it was observed that the Arrhenius-Weibull model and the Arrhenius-lognormal are suitable for adjusting the data. It follows also that the temperature affects the power of the insulin: The higher the temperature are, the lesser the efficiency.
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    Throughput maximization of queueing networks with simultaneous minimization of service rates and buffers.
    (2012) Cruz, Frederico Rodrigues Borges da; Kendall, G.; While, L; Duarte, Anderson Ribeiro; Brito, Nilson Luís Castelúcio
    Throughput maximization of queueing networks with simultaneous minimization of service rates and buffers The throughput of an acyclic, general-service time queueing network was optimized, and the total number of buffers and the overall service r ate w as reduced. To satisfy t hese conflicting objectives, a multiobjective genetic algorithm w as developed and employed. Thus, our method produced a set of efficient solutions f or more than one objective in t he objective f unction. A comprehensive set of computational experiments w as conducted to determine t he efficacy and efficiency of the proposed approach. Interesting insights obtained from the analysis of a complex network may assist practitioners in planning general-service queueing networks.