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PESQUISA OPERACIONAL
Prof. Me. Verônica Tabim
Ementa
Programação Linear: formulação, solução gráfica, solução algébrica.
Método simplex. Transportes. Atribuição. Programação de Projetos:
PERT/CPM, conceitos fundamentais. Montagem de redes. Análise do
caminho crítico. Durações probabilísticas. Utilização do Computador.
Introdução à Simulação. Formulação de Modelos: Método SIMPLEX:
tableau e forma visada, algoritmo primal-dual, análise de pós-
otimalidade, problemas de transporte e de atribuição. Programação
Inteira: Algoritmo de Balas, Branch-and-Bound. Modelos de Estoque.
Unidades de Ensino
UNIDADE 1 – PROGRAMAÇÃO LINEAR
UNIDADE 2 – SOLUÇÃO ÓTIMA
UNIDADE 3 – PROGRAMAÇÃO DE PROJETOS
Cronograma
Data Atividade
O QUE É PESQUISA
OPERACIONAL?
Pesquisa Operacional (PO) é a área de conhecimento que
estuda, desenvolve e aplica métodos analíticos avançados
para auxiliar na tomada de melhores decisões nas mais
diversas áreas de atuação humana.
BRASIL (SOBRAPO, 2020)
Pesquisa Operacional é uma área que faz uso de métodos
analíticos para auxílio na tomada de decisão. Utilizando-se de
técnicas de programação matemática, estatística e ciências
matemáticas a Pesquisa Operacional tenta chegar a soluções
ótimas ou quase-ótimas para problemas complexos. É uma
área eminentemente interdisciplinar que envolve técnicas
utilizadas na matemática, estatística, ciências da computação,
economia, administração, entre outras.
Informações mais detalhadas podem ser obtidas em:
EUA (INFORMS 2020)
Pesquisa Operacional
• Pesquisa sobre...
– Operações, atividades
– Ou... Como coordená-las...
– Para maximizar ganho ou minimizar perda
Pesquisa Operacional
• Há pesquisa operacional em nosso dia a dia
– Qual a melhor forma de ir até um lugar?
• Minimizar distância, tempo ou gasto
• Há pesquisa operacional nas empresas?
Exemplos de Áreas de Aplicação
• Manufatura
– Seleção de produtos, organização da produção
• Logística e Transportes
– Estoque, redução de custos e tempo de transporte
Exemplos de Áreas de Aplicação
• Telecomunicações
– Planej. de linhas de comun., alocação de recursos
• Planejamento econômico
– Seleção de investimentos, análise de mercado
Exemplos de Áreas de Aplicação
• Saúde
– Alocação de recursos, dist. de órgãos (transplante)
• Construção e serviços públicos
– Organização financeira, da construção e operação,
redução de custos operacionais
Exemplos de Áreas de Aplicação
Distribuição
Envolve o transporte de cargas entre uma (ou mais) fonte(s) e um
(ou mais) destino(s). Conhecidos os custos de transporte entre cada
fonte e cada destino, conhecidas as capacidades de produção das
fontes e as capacidades de estoque dos destinos, deseja-se
determinar o custo mínimo dos transportes.
Exemplos de Áreas de Aplicação
Demanda do Produto 1 para os próximos 12 meses
Demanda do Produto 2 para os próximos 12 meses
DIMENSIONAMENTO DE LOTES
Exemplos de Áreas de Aplicação
ROTEIRIZAÇÃO DE VEÍCULOS
Pesquisa Operacional
• Usada para tratar de problemas “grandes”
– Distribuição de pacotes de transportadora
• Mais rápido, menos caminhões, menos entregadores...
– Distribuição de bebidas
– Distribuição de jornais (ainda se faz?)
• No geral
– Aplicação de métodos analítico
– Para encontrar soluções ótimas
– E auxiliar na tomada de decisão
Em Resumo...
• Disciplina Técnica de Engenharia de Produção
• Permite determinar (dentre outras coisas)
– Forma mais econômica de uso de recursos
– Forma mais rápida de produzir
– Soluções para problemas complexos
• Baseada em...
– Matemática
– Informática
ORIGEM DA PESQUISA
OPERACIONAL
Um Pouco de História
• Início do século XX
• 1939: termo Operations Research
• Uso intenso na 2ª Guerra Mundial
– Após fim da guerra, usos civis
Um Pouco de História
• Segunda Guerra Mundial
• Os envolvidos tiveram que criar uma visão mais acurada para
resolução dos problemas enfrentados na guerra
• Patrick M. S. Blackett se destacou por conduzir e desenvolver
conhecimentos na área da pesquisa operacional, sobre ele
Peinado e Graelm (2007, p. 62) ensinam:
“A técnica de pesquisa operacional se desenvolveu na Inglaterra,
com Blackett dirigindo um grupo de especialistas dedicados a
análise de operações militares.
Dois eventos motivaram o rápido desenvolvimento da PO
• Desenvolvimento de um algoritmo
simples para solucionar problemas de
programação linear (isto é, problemas
determinísticos de PO), denominado
algoritmo simplex e proposto por
George Dantzig em 1947
• Tal algoritmo permitiu a resolução
manual de diversos problemas de PO,
especialmente aqueles de baixa
complexidade.
Dois eventos motivaram o rápido desenvolvimento da PO
• Proliferação dos
microcomputadores
e o rápido aumento
em sua velocidade
de processamento.
Sociedades Profissionais
• Área muito ativa com muitas associações
• The Operational Research Society
– https://www.theorsociety.com/
• Operations Research and the Management
Sciences – Informs
– https://www.informs.org/
• Sociedade Brasileira de Pesquisa Operacional
– Sobrapo
– https://www.sobrapo.org.br/
O PROCESSO DA
PESQUISA OPERACIONAL
Processo em 5 Etapas
1. Definição do Problema
– O que se deseja atingir? Quais são as restrições?
2. Formulação do Modelo Quantitativo
– Definir equações e inequações
3. Resolução do Modelo
– Valores relevantes: variáveis de decisão
4. Validação e Consideração do Imponderável
– Deve ser aplicável à realidade
5. Implementação da Solução
– Transição suave
Tipos de Problema
• Estratégicos
– Devo construir uma nova fábrica?
– Devo construir um novo centro de distribuição?
• Táticos
– Devo modificar minha frota?
– Deve mudar a alocação da produção?
• Operacionais
– Qual o mix de produtos com as máquinas atuais?
– Como ordenar melhor minha linha de produção?
Definição do Problema
• Exemplo: problema de operação
– Maximizar ou Minimizar
– Recursos finitos / limitados
– Múltiplas maneiras de executar/organizar
Para Que um Modelo?
• Problema na forma “real”: muito complexo
– Informações desnecessárias/pouco relevantes
– Multiplicidade de alternativas de solução
– Difícil tratar de maneira sistemática
• Caso a caso
• Como resolver isso?
– Criando um modelo...
• Modelo
– Simplificação da realidade
– Mantendo aspectos relevantes
Conceito de Modelo
• Modelo: abstração da realidade
– Conceitual, físico ou matemático
– Reproduzir para análise
• Importância
– Complexidade do problema
– Dimensão do problema
– Multiplicidade de interações
Conceito de Modelo
• Modelo deve ser realista
– Adequado à aplicação
• Fundamento Teórico → causa e efeito (estado da arte)
• Variáveis explicativas relevantes
• Nível de detalhe
– Produz resultados consistentes
• Disponibilidade de dados
• Calibrar
• Validar
TIPOS DE MODELAGEM
PARA
SOLUÇÃO DE PROBLEMAS
DE OTIMIZAÇÃO
Tipos de Modelagem
• Modelos de Programação Linear (LP)
– F.O. e restrições são LINEARES
• Todas as variáveis grau igual a 1
• Modelos de Programação Linear Inteira
– Como os Modelos LP, mas todas as variáveis
devem possuir valor inteiro
• Modelos de Programação Linear Inteira Mista
– Como os Modelos LP, mas algumas variáveis
devem possuir valor inteiro
• Modelos de Programação Não Linear
– Há nas expressões variável de grau diferente de 1
3.𝑛 ≤ 60
3. 𝑛2 ≤ 60
CRIANDO UM
MODELO MATEMÁTICO
DE PROGRAMAÇÃO
LINEAR
Definição do Problema
• Antes de criar qualquer modelo matemático
– Precisamos compreender o problema
• O que pretendemos atingir
• E quais são os recursos para isso
Definição do Problema - Exemplo
• A esteira de uma seção de uma fábrica possui 60
metros. Sabendo que cada peça ocupa 3 metros,
maximize o número de peças que serão
colocadas na esteira.
• O que queremos?
– Maximizar o número de peças.
– Vamos chamar isso de n
• Há alguma limitação?
– Sim, o tamanho da esteira: 60m
• Quanto ocupa cada peça?
– Cada peça ocupa 3m
Criação do Modelo Matemático
– Quanto ocupa 1 peça?
– Quanto ocupa 2 peças?
– Quanto ocupa 3 peças?
– Quanto ocupa n peças?
• CTP = 3.n
• Maximizar o número de peças, n. 𝑚𝑎𝑥 𝑛
• Esteira limitada em 60m. 𝐶𝑇𝑃 ≤ 60
3.1 = 3
3.2 = 6
3.3 = 9
3.n
• CTP = comprimento total das peças 3. 𝑛 ≤ 60
– Quanto vale?
• Cada peça ocupa 3m
Criação do Modelo Matemático
• A esteira de uma seção de uma fábrica possui
60 metros. Sabendo que cada peça ocupa 3
metros, maximize o número de peças que
serão colocadas na esteira.
• Onde n é o número de peças na esteira
𝑚𝑎𝑥 𝑛
Sujeito à:
3. 𝑛 ≤ 60
Função Objetivo
Restrição
Valores que se deseja determinar
Dados fornecidos como entrada
SOLUÇÕES VIÁVEIS
E
INVIÁVEIS
Solução Viável x Inviável
• Uma solução viável é aquela cujos valores das
variáveis de decisão são possíveis na prática
– Não violam nenhuma restrição
• Onde n é o número de peças
𝑚𝑎𝑥 𝑛
3. 𝑛 ≤ 60
F.O.:
S.A.:
Valor de n É viável?
0 Sim!
15 Sim!
25 Não!
-10 Sim! Sério?
Solução Viável x Inviável
• Nova versão do modelo
• Onde n é o número de peças
• Resolveu?
𝑚𝑎𝑥 𝑛
F.O.:
S.A.:
Sério?
3. 𝑛 ≤ 60
𝑛 ≥ 0
Valor de n É viável?
20 Sim!
25 Não!
-10 Não!
10,5 Sim!
Condição de não-negatividade
Solução Viável x Inviável
• Novíssima versão do modelo
• Onde n é o número de peças
• Resolveu?
𝑚𝑎𝑥 𝑛
F.O.:
S.A.: 3. 𝑛 ≤ 60
𝑛 ≥ 0, 𝑐𝑜𝑚 𝑛 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑖𝑟𝑜
Valor de n É viável?
20 Sim!
25 Não!
-10 Não!
10,5 Não!
EXEMPLO
MAIS COMPLETO
Mix de Transporte
• Um navio da classe Panamax tem as
seguintes limitações de carga: 70.000 m³ e
60.000 toneladas. Considerando há dois tipos
de produtos a transportar, A e B, defina
quanto deve ser transportado de cada um
para maximizar a receita total.
Carga Receita
(R$/tonelada)
Fator Estiva
(m3/tonelada)
Disponibilidade
(toneladas)
A 40 3 30.000
B 30 4 -
Mix de Transporte
Carga Receita
(R$/tonelada)
Fator Estiva
(m3/tonelada)
Disponibilidade
(toneladas)
A 40 3 30.000
B 30 4 -
• Um navio da classe Panamax tem as seguintes limitações de carga:
70.000 m³ e 60.000 toneladas. Considerando há dois tipos de produtos a
transportar, A e B, defina quanto deve ser transportado de cada um para
maximizar a receita total.
• Qual o objetivo?
– Maximizar receita
• Quais as variáveis?
– Quantidade de A – xA – e quantidade de B – xB
• Qual a função objetivo?
𝑚𝑎𝑥 40. 𝑥𝐴 + 30. 𝑥𝐵
• Há restrições?
– Peso (60.000t), volume (70.000m³) e disponibilidade
Mix de Transporte
F.O.:
Carga Receita
(R$/t)
Estiva
(m3/t)
Dispon. (t)
A 40 3 30.000
B 30 4 -
𝑚𝑎𝑥 40. 𝑥 + 30. 𝑥
𝐴 𝐵
Peso (60.000t), volume (70.000m³)
Onde: xA – quantidade de toneladas a transportar de A
xB – quantidade de toneladas a transportar de B
• Restrição de Peso (em função de xA e xB)
– Peso total ≤ 60000... Peso total?
– Peso total = xA + xB
1. 𝑥𝐴 + 1. 𝑥𝐵 ≤ 60.000
Mix de Transporte
F.O.:
S.A.:
Carga Receita
(R$/t)
Estiva
(m3/t)
Dispon. (t)
A 40 3 30.000
B 30 4 -
Peso (60.000t), volume (70.000m³)
𝑚𝑎𝑥 40. 𝑥𝐴 + 30. 𝑥𝐵
1. 𝑥𝐴 + 1. 𝑥𝐵 ≤ 60.000
Onde: xA – quantidade de toneladas a transportar de A
xB – quantidade de toneladas a transportar de B
• Restrição de Volume (em função de xA e xB)
– Volume total ≤ 70000... Volume total?
– Volume total = 3.xA + 4.xB
3. 𝑥𝐴 + 4. 𝑥𝐵 ≤ 70.000
Mix de Transporte
F.O.:
S.A.:
Carga Receita
(R$/t)
Estiva
(m3/t)
Dispon. (t)
A 40 3 30.000
B 30 4 -
Peso (60.000t), volume (70.000m³)
𝑚𝑎𝑥 40. 𝑥𝐴 + 30. 𝑥𝐵
1. 𝑥𝐴 + 1. 𝑥𝐵 ≤ 60.000
3. 𝑥𝐴 + 4. 𝑥𝐵 ≤ 70.000
Onde: xA – quantidade de toneladas a transportar de A
xB – quantidade de toneladas a transportar de B
• Restrição de Disponibilidade (em função de xA e xB)
– Peso total de A ≤ 30000...?
1. 𝑥𝐴 ≤ 30.000
Mix de Transporte
F.O.:
S.A.:
Carga Receita
(R$/t)
Estiva
(m3/t)
Dispon. (t)
A 40 3 30.000
B 30 4 -
Peso (60.000t), volume (70.000m³)
𝑚𝑎𝑥 40. 𝑥𝐴 + 30. 𝑥𝐵
1. 𝑥𝐴 + 1. 𝑥𝐵 ≤ 60.000
3. 𝑥𝐴 + 4. 𝑥𝐵 ≤ 70.000
1. 𝑥𝐴 ≤ 30.000
Onde: xA – quantidade de toneladas a transportar de A
xB – quantidade de toneladas a transportar de B
• Restrições de não negatividade
𝑥𝐴 ≥ 0
𝑥𝐵 ≥ 0
Mix de Transporte
• Um navio da classe Panamax tem as seguintes limitações de carga:
70.000 m³ e 60.000 toneladas. Considerando há dois tipos de produtos a
transportar, A e B, defina quanto deve ser transportado de cada um para
maximizar a receita total.
• Modelo Final
Carga Receita
(R$/tonelada)
Fator Estiva
(m3/tonelada)
Disponibilidade
(toneladas)
A 40 3 30.000
B 30 4 -
F.O.: 𝑚𝑎𝑥 40. 𝑥𝐴 + 30. 𝑥𝐵
S.A.: 1. 𝑥𝐴 + 1. 𝑥𝐵 ≤ 60.000
3. 𝑥𝐴 + 4. 𝑥𝐵 ≤ 70.000
≤ 30.000
1. 𝑥𝐴
1. 𝑥𝐴 ≥ 0
1. 𝑥𝐵 ≥ 0
Receita
Peso
Volume
Disponibilidade
Não Negatividade
EXERCÍCIOS
RESUMO DO
TÓPICO 1
ENCONTRANDO
A SOLUÇÃO
ÓTIMA
Objetivo da Programação Linear
• Encontrar uma solução ótima
• O que é uma solução?
– Conjunto de valores para as variáveis de decisão
• O que é solução ótima?
– A que atende à especificação da função objetivo
– Toda solução ótima deve ser viável
• O que é solução viável?
– Aquela que é aplicável na prática
– Aquela que respeita todas as restrições
Técnicas de Solução
• Cada tipo de problema tem suas técnicas
• Programação Linear
– Método gráfico (para poucas variáveis!)
– Método Simplex
– Métodos específicos
• Programação Inteira
• Programação Não Linear
• Programação Estocástica
• Programação Dinâmica
INTERPRETAÇÃO GRÁFICA
DE UM MODELO DE
PROGRAMAÇÃO LINEAR
Gráficos de Funções
• Existe uma representação gráfica para isso?
4𝑥 + 2𝑦 = 24
• Sim... Como fazer?
24 − 4𝑥
𝑦 =
2
→ 𝒚 = 𝟏𝟐 − 𝟐𝒙
X Y
0 12
1 10
2 8
3 6
4 4
5 2
Gráficos de Funções
• Gráfico de: 4𝑥 + 2𝑦 = 24
X Y
0 12
1 10
2 8
3 6
4 4
5 2
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20
x
O (x,y) u
de q alquer
ponto nessa linha
satisfaz a i
g ualdade!
Chocolate custa R$4,00 e o Bombom Custa
R$2,00... E quero gastar R$ 24,00!
y
R :
eta equação LINEAR
Gráficos de Inequações
• Gráfico de: 4𝑥 + 2𝑦 ≤ 24
X Y
0 12
1 10
2 8
3 6
4 4
5 2
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0 x
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20
Chocolate custa R$4,00 e o Bombom Custa
R$2,00... E quero gastar até R$ 24,00!
y
Gráficos de Inequações
• Gráfico de: 4𝑥 + 2𝑦 ≥ 24
X Y
0 12
1 10
2 8
3 6
4 4
5 2
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0 x
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20
Chocolate custa R$4,00 e o Bombom Custa
R$2,00... E quero gastar acima de R$ 24,00!
y
Gráficos de Inequações
• Gráfico de:
X Y
0 12
1 10
2 8
3 6
4 4
5 2
y
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0 x
0 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20
4𝑥 + 2𝑦 = 24
4𝑥 + 2𝑦 ≥ 24
4𝑥 + 2𝑦 ≤ 24
Gráficos de Funções
• Gráfico de:
X Y
0 12
1 10
2 8
3 6
4 4
5 2
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20
x
y
4𝑥 + 2𝑦 = 12
X Y
0 6
1 4
2 2
3 0
4 -2
5 -4
4𝑥 + 2𝑦 = 24
4𝑥 + 2𝑦 = 36
X Y
0 18
1 16
2 14
3 12
4 10
5 8
A parte da
esquerda defin e
a
incl o
inaçã da reta
A parte da direita
define a posição
da reta
Para a dire
i
ta, o valor cresce;
Para a esquerda, o valor diminui!
INTERPRETAÇÃO GRÁFICA
DE UM MODELO DE
PROGRAMAÇÃO LINEAR
Mix de Produção
• Uma fábrica produz dois produtos, A e B. Cada um deve ser processado
por duas máquinas, M1 e M2. Devido à programação de outros produtos
que também usam estas máquinas, estão disponíveis para os produtos A
e B apenas 24 horas da máquina M1 e 16 horas da máquina M2.
• Para produzir uma unidade do produto A, são necessárias 4 horas em
cada uma das máquinas e para produzir uma unidade do produto B, são
necessárias 6 horas em M1 e 2 horas em M2. Cada unidade de A
vendida gera um lucro de R$ 80,00 e cada unidade de B vendida gera
um lucro de R$ 60,00.
• Existe uma previsão de demanda máxima de 3 unidades para B, mas
nenhuma restrição de demanda para A. Deseja-se saber: quanto
produzir de cada produto para maximizar o lucro?
Mix de Produção
• Disponibilidade de Máquina: 24h de M1 e 16h de M2.
• Produção de unidade A: 4h de M1 e 4h de M2
• Produção de unidade B: 6h de M1 e 2h de M2.
• Lucro: A: R$ 80,00 e B: R$ 60,00.
• Demanda máxima: 3 unidades de B
• Objetivo: quanto de A e B para maximizar o lucro?
• Variáveis de decisão?
– xA – quantidade de A a produzir e xB – quantidade de B a produzir
• F.O.:
• S.A.:
𝑚𝑎𝑥 80. 𝑥𝐴 + 60. 𝑥𝐵
4. 𝑥𝐴 +6. 𝑥𝐵 ≤ 24
4. 𝑥𝐴 +2. 𝑥𝐵 ≤ 16
1. 𝑥𝐵 ≤ 3
1. 𝑥𝐴 ≥ 0
1. 𝑥𝐵 ≥ 0
Mix de Produção
• Variáveis de decisão?
– xA – quantidade de A a produzir e xB – quantidade de B a produzir
• F.O.: 𝑚𝑎𝑥 80. 𝑥 + 60. 𝑥
• S.A.:
𝐴 𝐵
4. 𝑥 +6. 𝑥
𝐴 𝐵 ≤ 24 𝐴
1. 𝑥 ≥ 0
1. 𝑥𝐵 ≥ 0
4. 𝑥𝐴 +2. 𝑥𝐵 ≤ 16
1. 𝑥𝐵 ≤ 3
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
xA
xB
xA xB xA xB
0 4 0 8
6 0 4 0
Área de
Soluções
Viáveis
Ponto
Extremo
xA xB
Função Objetivo
80*xA + 60*xB
1 0 0 0
2 4 0 320
3 3 2 360
4 1,5 3 300
5 0 3 180
Mix de Produção –Forma Gráfica
• Variáveis de decisão?
– xA – quantidade de A a produzir e xB – quantidade de B a produzir
• F.O.:
• S.A.: 1. 𝑥𝐴 ≥ 0
1. 𝑥𝐵 ≥ 0
𝒎𝒂𝒙 𝟖𝟎. 𝒙𝑨 + 𝟔𝟎. 𝒙𝑩
4. 𝑥𝐴 +6. 𝑥𝐵 ≤ 24
4. 𝑥𝐴 +2. 𝑥𝐵 ≤ 16
1. 𝑥𝐵 ≤ 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
xA
xB xA xB
0 4
3 0
𝟖𝟎. 𝒙𝑨 + 𝟔𝟎. 𝒙𝑩 = 𝟐𝟒𝟎
𝟖𝟎. 𝒙𝑨 + 𝟔𝟎. 𝒙𝑩 = 𝟒𝟖𝟎
xA xB
0 8
6 0
MAX
10
9
8
7
MIN6
5
4
3
2
1
0
INTRODUÇÃO À FORMA PADRÃO
Forma Padrão
• Variáveis de decisão
– xA – quantidade de A a produzir e xB – quantidade de B a produzir
• Método matemático: restrições → igualdades!
– É possível?
• F.O.: 𝑚𝑎𝑥 80. 𝑥𝐴 + 60. 𝑥𝐵
• S.A.: 1. 𝑥𝐴 ≥ 0
1. 𝑥𝐵 ≥ 0
4. 𝑥𝐴 +6. 𝑥𝐵 ≤ 24
4. 𝑥𝐴 +2. 𝑥𝐵 ≤ 16
1. 𝑥𝐵 ≤ 3
Forma Padrão
4. 𝑥𝐴 +6. 𝑥𝐵 ≤ 24
Horas da máquina usada
para o produto A
• Vejamos uma das restrições
Horas da máquina usada
para o produto B
Total de Horas da
Máquina
Forma Padrão
• Vejamos uma das restrições
4. 𝑥𝐴 +6. 𝑥𝐵 ≤ 24
• Definindo xS número de horas que sobram:
4. 𝑥𝐴 +6. 𝑥𝐵 +1. 𝑥𝑠 = 24
Intervalo!!!
15min
MÉTODO SIMPLEX
Noções do Método Simplex
• Premissas:
– Problema Linear
– Espaço de soluções limitado
– Logo: ao menos um dos vértices é ótimo global
2
1
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
xA
xB
10
9
8
7
6
5
4
3
Lógica do Simplex
• Solução ótima está em um dos vértices...
• ...basta testar um por um...
Lógica do Simplex
• Calcular todos os vértices pode ser inviável!
• Sem percorrer todos...
– Tem como saber se já achei o melhor?
• Ideia do Simplex
– Determinar uma solução viável (primeiro vértice)
– Se deslocar inteligentemente p/ próximo vértice
– Parar quando se verifica que está no ótimo.
Algoritmo do Método Simplex
Determinar uma
Solução Básica
Testar Otimalidade
É solução
ótima?
Determinar Solução
Básica Melhor
Sim
Fim!
Não
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
PO - aula 1.pptx
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  • 2. Ementa Programação Linear: formulação, solução gráfica, solução algébrica. Método simplex. Transportes. Atribuição. Programação de Projetos: PERT/CPM, conceitos fundamentais. Montagem de redes. Análise do caminho crítico. Durações probabilísticas. Utilização do Computador. Introdução à Simulação. Formulação de Modelos: Método SIMPLEX: tableau e forma visada, algoritmo primal-dual, análise de pós- otimalidade, problemas de transporte e de atribuição. Programação Inteira: Algoritmo de Balas, Branch-and-Bound. Modelos de Estoque.
  • 3. Unidades de Ensino UNIDADE 1 – PROGRAMAÇÃO LINEAR UNIDADE 2 – SOLUÇÃO ÓTIMA UNIDADE 3 – PROGRAMAÇÃO DE PROJETOS
  • 5. O QUE É PESQUISA OPERACIONAL?
  • 6. Pesquisa Operacional (PO) é a área de conhecimento que estuda, desenvolve e aplica métodos analíticos avançados para auxiliar na tomada de melhores decisões nas mais diversas áreas de atuação humana. BRASIL (SOBRAPO, 2020) Pesquisa Operacional é uma área que faz uso de métodos analíticos para auxílio na tomada de decisão. Utilizando-se de técnicas de programação matemática, estatística e ciências matemáticas a Pesquisa Operacional tenta chegar a soluções ótimas ou quase-ótimas para problemas complexos. É uma área eminentemente interdisciplinar que envolve técnicas utilizadas na matemática, estatística, ciências da computação, economia, administração, entre outras. Informações mais detalhadas podem ser obtidas em: EUA (INFORMS 2020)
  • 7. Pesquisa Operacional • Pesquisa sobre... – Operações, atividades – Ou... Como coordená-las... – Para maximizar ganho ou minimizar perda
  • 8. Pesquisa Operacional • Há pesquisa operacional em nosso dia a dia – Qual a melhor forma de ir até um lugar? • Minimizar distância, tempo ou gasto • Há pesquisa operacional nas empresas?
  • 9. Exemplos de Áreas de Aplicação • Manufatura – Seleção de produtos, organização da produção • Logística e Transportes – Estoque, redução de custos e tempo de transporte
  • 10. Exemplos de Áreas de Aplicação • Telecomunicações – Planej. de linhas de comun., alocação de recursos • Planejamento econômico – Seleção de investimentos, análise de mercado
  • 11. Exemplos de Áreas de Aplicação • Saúde – Alocação de recursos, dist. de órgãos (transplante) • Construção e serviços públicos – Organização financeira, da construção e operação, redução de custos operacionais
  • 12. Exemplos de Áreas de Aplicação Distribuição Envolve o transporte de cargas entre uma (ou mais) fonte(s) e um (ou mais) destino(s). Conhecidos os custos de transporte entre cada fonte e cada destino, conhecidas as capacidades de produção das fontes e as capacidades de estoque dos destinos, deseja-se determinar o custo mínimo dos transportes.
  • 13. Exemplos de Áreas de Aplicação Demanda do Produto 1 para os próximos 12 meses Demanda do Produto 2 para os próximos 12 meses DIMENSIONAMENTO DE LOTES
  • 14. Exemplos de Áreas de Aplicação ROTEIRIZAÇÃO DE VEÍCULOS
  • 15. Pesquisa Operacional • Usada para tratar de problemas “grandes” – Distribuição de pacotes de transportadora • Mais rápido, menos caminhões, menos entregadores... – Distribuição de bebidas – Distribuição de jornais (ainda se faz?) • No geral – Aplicação de métodos analítico – Para encontrar soluções ótimas – E auxiliar na tomada de decisão
  • 16. Em Resumo... • Disciplina Técnica de Engenharia de Produção • Permite determinar (dentre outras coisas) – Forma mais econômica de uso de recursos – Forma mais rápida de produzir – Soluções para problemas complexos • Baseada em... – Matemática – Informática
  • 18. Um Pouco de História • Início do século XX • 1939: termo Operations Research • Uso intenso na 2ª Guerra Mundial – Após fim da guerra, usos civis
  • 19. Um Pouco de História • Segunda Guerra Mundial • Os envolvidos tiveram que criar uma visão mais acurada para resolução dos problemas enfrentados na guerra • Patrick M. S. Blackett se destacou por conduzir e desenvolver conhecimentos na área da pesquisa operacional, sobre ele Peinado e Graelm (2007, p. 62) ensinam: “A técnica de pesquisa operacional se desenvolveu na Inglaterra, com Blackett dirigindo um grupo de especialistas dedicados a análise de operações militares.
  • 20. Dois eventos motivaram o rápido desenvolvimento da PO • Desenvolvimento de um algoritmo simples para solucionar problemas de programação linear (isto é, problemas determinísticos de PO), denominado algoritmo simplex e proposto por George Dantzig em 1947 • Tal algoritmo permitiu a resolução manual de diversos problemas de PO, especialmente aqueles de baixa complexidade.
  • 21. Dois eventos motivaram o rápido desenvolvimento da PO • Proliferação dos microcomputadores e o rápido aumento em sua velocidade de processamento.
  • 22. Sociedades Profissionais • Área muito ativa com muitas associações • The Operational Research Society – https://www.theorsociety.com/ • Operations Research and the Management Sciences – Informs – https://www.informs.org/ • Sociedade Brasileira de Pesquisa Operacional – Sobrapo – https://www.sobrapo.org.br/
  • 23. O PROCESSO DA PESQUISA OPERACIONAL
  • 24. Processo em 5 Etapas 1. Definição do Problema – O que se deseja atingir? Quais são as restrições? 2. Formulação do Modelo Quantitativo – Definir equações e inequações 3. Resolução do Modelo – Valores relevantes: variáveis de decisão 4. Validação e Consideração do Imponderável – Deve ser aplicável à realidade 5. Implementação da Solução – Transição suave
  • 25. Tipos de Problema • Estratégicos – Devo construir uma nova fábrica? – Devo construir um novo centro de distribuição? • Táticos – Devo modificar minha frota? – Deve mudar a alocação da produção? • Operacionais – Qual o mix de produtos com as máquinas atuais? – Como ordenar melhor minha linha de produção?
  • 26. Definição do Problema • Exemplo: problema de operação – Maximizar ou Minimizar – Recursos finitos / limitados – Múltiplas maneiras de executar/organizar
  • 27. Para Que um Modelo? • Problema na forma “real”: muito complexo – Informações desnecessárias/pouco relevantes – Multiplicidade de alternativas de solução – Difícil tratar de maneira sistemática • Caso a caso • Como resolver isso? – Criando um modelo... • Modelo – Simplificação da realidade – Mantendo aspectos relevantes
  • 28. Conceito de Modelo • Modelo: abstração da realidade – Conceitual, físico ou matemático – Reproduzir para análise • Importância – Complexidade do problema – Dimensão do problema – Multiplicidade de interações
  • 29. Conceito de Modelo • Modelo deve ser realista – Adequado à aplicação • Fundamento Teórico → causa e efeito (estado da arte) • Variáveis explicativas relevantes • Nível de detalhe – Produz resultados consistentes • Disponibilidade de dados • Calibrar • Validar
  • 30. TIPOS DE MODELAGEM PARA SOLUÇÃO DE PROBLEMAS DE OTIMIZAÇÃO
  • 31. Tipos de Modelagem • Modelos de Programação Linear (LP) – F.O. e restrições são LINEARES • Todas as variáveis grau igual a 1 • Modelos de Programação Linear Inteira – Como os Modelos LP, mas todas as variáveis devem possuir valor inteiro • Modelos de Programação Linear Inteira Mista – Como os Modelos LP, mas algumas variáveis devem possuir valor inteiro • Modelos de Programação Não Linear – Há nas expressões variável de grau diferente de 1 3.𝑛 ≤ 60 3. 𝑛2 ≤ 60
  • 32. CRIANDO UM MODELO MATEMÁTICO DE PROGRAMAÇÃO LINEAR
  • 33. Definição do Problema • Antes de criar qualquer modelo matemático – Precisamos compreender o problema • O que pretendemos atingir • E quais são os recursos para isso
  • 34. Definição do Problema - Exemplo • A esteira de uma seção de uma fábrica possui 60 metros. Sabendo que cada peça ocupa 3 metros, maximize o número de peças que serão colocadas na esteira. • O que queremos? – Maximizar o número de peças. – Vamos chamar isso de n • Há alguma limitação? – Sim, o tamanho da esteira: 60m • Quanto ocupa cada peça? – Cada peça ocupa 3m
  • 35. Criação do Modelo Matemático – Quanto ocupa 1 peça? – Quanto ocupa 2 peças? – Quanto ocupa 3 peças? – Quanto ocupa n peças? • CTP = 3.n • Maximizar o número de peças, n. 𝑚𝑎𝑥 𝑛 • Esteira limitada em 60m. 𝐶𝑇𝑃 ≤ 60 3.1 = 3 3.2 = 6 3.3 = 9 3.n • CTP = comprimento total das peças 3. 𝑛 ≤ 60 – Quanto vale? • Cada peça ocupa 3m
  • 36. Criação do Modelo Matemático • A esteira de uma seção de uma fábrica possui 60 metros. Sabendo que cada peça ocupa 3 metros, maximize o número de peças que serão colocadas na esteira. • Onde n é o número de peças na esteira 𝑚𝑎𝑥 𝑛 Sujeito à: 3. 𝑛 ≤ 60 Função Objetivo Restrição Valores que se deseja determinar Dados fornecidos como entrada
  • 38. Solução Viável x Inviável • Uma solução viável é aquela cujos valores das variáveis de decisão são possíveis na prática – Não violam nenhuma restrição • Onde n é o número de peças 𝑚𝑎𝑥 𝑛 3. 𝑛 ≤ 60 F.O.: S.A.: Valor de n É viável? 0 Sim! 15 Sim! 25 Não! -10 Sim! Sério?
  • 39. Solução Viável x Inviável • Nova versão do modelo • Onde n é o número de peças • Resolveu? 𝑚𝑎𝑥 𝑛 F.O.: S.A.: Sério? 3. 𝑛 ≤ 60 𝑛 ≥ 0 Valor de n É viável? 20 Sim! 25 Não! -10 Não! 10,5 Sim! Condição de não-negatividade
  • 40. Solução Viável x Inviável • Novíssima versão do modelo • Onde n é o número de peças • Resolveu? 𝑚𝑎𝑥 𝑛 F.O.: S.A.: 3. 𝑛 ≤ 60 𝑛 ≥ 0, 𝑐𝑜𝑚 𝑛 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑖𝑟𝑜 Valor de n É viável? 20 Sim! 25 Não! -10 Não! 10,5 Não!
  • 42. Mix de Transporte • Um navio da classe Panamax tem as seguintes limitações de carga: 70.000 m³ e 60.000 toneladas. Considerando há dois tipos de produtos a transportar, A e B, defina quanto deve ser transportado de cada um para maximizar a receita total. Carga Receita (R$/tonelada) Fator Estiva (m3/tonelada) Disponibilidade (toneladas) A 40 3 30.000 B 30 4 -
  • 43. Mix de Transporte Carga Receita (R$/tonelada) Fator Estiva (m3/tonelada) Disponibilidade (toneladas) A 40 3 30.000 B 30 4 - • Um navio da classe Panamax tem as seguintes limitações de carga: 70.000 m³ e 60.000 toneladas. Considerando há dois tipos de produtos a transportar, A e B, defina quanto deve ser transportado de cada um para maximizar a receita total. • Qual o objetivo? – Maximizar receita • Quais as variáveis? – Quantidade de A – xA – e quantidade de B – xB • Qual a função objetivo? 𝑚𝑎𝑥 40. 𝑥𝐴 + 30. 𝑥𝐵 • Há restrições? – Peso (60.000t), volume (70.000m³) e disponibilidade
  • 44. Mix de Transporte F.O.: Carga Receita (R$/t) Estiva (m3/t) Dispon. (t) A 40 3 30.000 B 30 4 - 𝑚𝑎𝑥 40. 𝑥 + 30. 𝑥 𝐴 𝐵 Peso (60.000t), volume (70.000m³) Onde: xA – quantidade de toneladas a transportar de A xB – quantidade de toneladas a transportar de B • Restrição de Peso (em função de xA e xB) – Peso total ≤ 60000... Peso total? – Peso total = xA + xB 1. 𝑥𝐴 + 1. 𝑥𝐵 ≤ 60.000
  • 45. Mix de Transporte F.O.: S.A.: Carga Receita (R$/t) Estiva (m3/t) Dispon. (t) A 40 3 30.000 B 30 4 - Peso (60.000t), volume (70.000m³) 𝑚𝑎𝑥 40. 𝑥𝐴 + 30. 𝑥𝐵 1. 𝑥𝐴 + 1. 𝑥𝐵 ≤ 60.000 Onde: xA – quantidade de toneladas a transportar de A xB – quantidade de toneladas a transportar de B • Restrição de Volume (em função de xA e xB) – Volume total ≤ 70000... Volume total? – Volume total = 3.xA + 4.xB 3. 𝑥𝐴 + 4. 𝑥𝐵 ≤ 70.000
  • 46. Mix de Transporte F.O.: S.A.: Carga Receita (R$/t) Estiva (m3/t) Dispon. (t) A 40 3 30.000 B 30 4 - Peso (60.000t), volume (70.000m³) 𝑚𝑎𝑥 40. 𝑥𝐴 + 30. 𝑥𝐵 1. 𝑥𝐴 + 1. 𝑥𝐵 ≤ 60.000 3. 𝑥𝐴 + 4. 𝑥𝐵 ≤ 70.000 Onde: xA – quantidade de toneladas a transportar de A xB – quantidade de toneladas a transportar de B • Restrição de Disponibilidade (em função de xA e xB) – Peso total de A ≤ 30000...? 1. 𝑥𝐴 ≤ 30.000
  • 47. Mix de Transporte F.O.: S.A.: Carga Receita (R$/t) Estiva (m3/t) Dispon. (t) A 40 3 30.000 B 30 4 - Peso (60.000t), volume (70.000m³) 𝑚𝑎𝑥 40. 𝑥𝐴 + 30. 𝑥𝐵 1. 𝑥𝐴 + 1. 𝑥𝐵 ≤ 60.000 3. 𝑥𝐴 + 4. 𝑥𝐵 ≤ 70.000 1. 𝑥𝐴 ≤ 30.000 Onde: xA – quantidade de toneladas a transportar de A xB – quantidade de toneladas a transportar de B • Restrições de não negatividade 𝑥𝐴 ≥ 0 𝑥𝐵 ≥ 0
  • 48. Mix de Transporte • Um navio da classe Panamax tem as seguintes limitações de carga: 70.000 m³ e 60.000 toneladas. Considerando há dois tipos de produtos a transportar, A e B, defina quanto deve ser transportado de cada um para maximizar a receita total. • Modelo Final Carga Receita (R$/tonelada) Fator Estiva (m3/tonelada) Disponibilidade (toneladas) A 40 3 30.000 B 30 4 - F.O.: 𝑚𝑎𝑥 40. 𝑥𝐴 + 30. 𝑥𝐵 S.A.: 1. 𝑥𝐴 + 1. 𝑥𝐵 ≤ 60.000 3. 𝑥𝐴 + 4. 𝑥𝐵 ≤ 70.000 ≤ 30.000 1. 𝑥𝐴 1. 𝑥𝐴 ≥ 0 1. 𝑥𝐵 ≥ 0 Receita Peso Volume Disponibilidade Não Negatividade
  • 50.
  • 51.
  • 52.
  • 53.
  • 55.
  • 57. Objetivo da Programação Linear • Encontrar uma solução ótima • O que é uma solução? – Conjunto de valores para as variáveis de decisão • O que é solução ótima? – A que atende à especificação da função objetivo – Toda solução ótima deve ser viável • O que é solução viável? – Aquela que é aplicável na prática – Aquela que respeita todas as restrições
  • 58. Técnicas de Solução • Cada tipo de problema tem suas técnicas • Programação Linear – Método gráfico (para poucas variáveis!) – Método Simplex – Métodos específicos • Programação Inteira • Programação Não Linear • Programação Estocástica • Programação Dinâmica
  • 59. INTERPRETAÇÃO GRÁFICA DE UM MODELO DE PROGRAMAÇÃO LINEAR
  • 60. Gráficos de Funções • Existe uma representação gráfica para isso? 4𝑥 + 2𝑦 = 24 • Sim... Como fazer? 24 − 4𝑥 𝑦 = 2 → 𝒚 = 𝟏𝟐 − 𝟐𝒙 X Y 0 12 1 10 2 8 3 6 4 4 5 2
  • 61. Gráficos de Funções • Gráfico de: 4𝑥 + 2𝑦 = 24 X Y 0 12 1 10 2 8 3 6 4 4 5 2 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20 x O (x,y) u de q alquer ponto nessa linha satisfaz a i g ualdade! Chocolate custa R$4,00 e o Bombom Custa R$2,00... E quero gastar R$ 24,00! y R : eta equação LINEAR
  • 62. Gráficos de Inequações • Gráfico de: 4𝑥 + 2𝑦 ≤ 24 X Y 0 12 1 10 2 8 3 6 4 4 5 2 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20 Chocolate custa R$4,00 e o Bombom Custa R$2,00... E quero gastar até R$ 24,00! y
  • 63. Gráficos de Inequações • Gráfico de: 4𝑥 + 2𝑦 ≥ 24 X Y 0 12 1 10 2 8 3 6 4 4 5 2 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20 Chocolate custa R$4,00 e o Bombom Custa R$2,00... E quero gastar acima de R$ 24,00! y
  • 64. Gráficos de Inequações • Gráfico de: X Y 0 12 1 10 2 8 3 6 4 4 5 2 y 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20 4𝑥 + 2𝑦 = 24 4𝑥 + 2𝑦 ≥ 24 4𝑥 + 2𝑦 ≤ 24
  • 65. Gráficos de Funções • Gráfico de: X Y 0 12 1 10 2 8 3 6 4 4 5 2 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1516 17 18 19 20 x y 4𝑥 + 2𝑦 = 12 X Y 0 6 1 4 2 2 3 0 4 -2 5 -4 4𝑥 + 2𝑦 = 24 4𝑥 + 2𝑦 = 36 X Y 0 18 1 16 2 14 3 12 4 10 5 8 A parte da esquerda defin e a incl o inaçã da reta A parte da direita define a posição da reta Para a dire i ta, o valor cresce; Para a esquerda, o valor diminui!
  • 66. INTERPRETAÇÃO GRÁFICA DE UM MODELO DE PROGRAMAÇÃO LINEAR
  • 67. Mix de Produção • Uma fábrica produz dois produtos, A e B. Cada um deve ser processado por duas máquinas, M1 e M2. Devido à programação de outros produtos que também usam estas máquinas, estão disponíveis para os produtos A e B apenas 24 horas da máquina M1 e 16 horas da máquina M2. • Para produzir uma unidade do produto A, são necessárias 4 horas em cada uma das máquinas e para produzir uma unidade do produto B, são necessárias 6 horas em M1 e 2 horas em M2. Cada unidade de A vendida gera um lucro de R$ 80,00 e cada unidade de B vendida gera um lucro de R$ 60,00. • Existe uma previsão de demanda máxima de 3 unidades para B, mas nenhuma restrição de demanda para A. Deseja-se saber: quanto produzir de cada produto para maximizar o lucro?
  • 68. Mix de Produção • Disponibilidade de Máquina: 24h de M1 e 16h de M2. • Produção de unidade A: 4h de M1 e 4h de M2 • Produção de unidade B: 6h de M1 e 2h de M2. • Lucro: A: R$ 80,00 e B: R$ 60,00. • Demanda máxima: 3 unidades de B • Objetivo: quanto de A e B para maximizar o lucro? • Variáveis de decisão? – xA – quantidade de A a produzir e xB – quantidade de B a produzir • F.O.: • S.A.: 𝑚𝑎𝑥 80. 𝑥𝐴 + 60. 𝑥𝐵 4. 𝑥𝐴 +6. 𝑥𝐵 ≤ 24 4. 𝑥𝐴 +2. 𝑥𝐵 ≤ 16 1. 𝑥𝐵 ≤ 3 1. 𝑥𝐴 ≥ 0 1. 𝑥𝐵 ≥ 0
  • 69. Mix de Produção • Variáveis de decisão? – xA – quantidade de A a produzir e xB – quantidade de B a produzir • F.O.: 𝑚𝑎𝑥 80. 𝑥 + 60. 𝑥 • S.A.: 𝐴 𝐵 4. 𝑥 +6. 𝑥 𝐴 𝐵 ≤ 24 𝐴 1. 𝑥 ≥ 0 1. 𝑥𝐵 ≥ 0 4. 𝑥𝐴 +2. 𝑥𝐵 ≤ 16 1. 𝑥𝐵 ≤ 3 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 xA xB xA xB xA xB 0 4 0 8 6 0 4 0 Área de Soluções Viáveis Ponto Extremo xA xB Função Objetivo 80*xA + 60*xB 1 0 0 0 2 4 0 320 3 3 2 360 4 1,5 3 300 5 0 3 180
  • 70. Mix de Produção –Forma Gráfica • Variáveis de decisão? – xA – quantidade de A a produzir e xB – quantidade de B a produzir • F.O.: • S.A.: 1. 𝑥𝐴 ≥ 0 1. 𝑥𝐵 ≥ 0 𝒎𝒂𝒙 𝟖𝟎. 𝒙𝑨 + 𝟔𝟎. 𝒙𝑩 4. 𝑥𝐴 +6. 𝑥𝐵 ≤ 24 4. 𝑥𝐴 +2. 𝑥𝐵 ≤ 16 1. 𝑥𝐵 ≤ 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 xA xB xA xB 0 4 3 0 𝟖𝟎. 𝒙𝑨 + 𝟔𝟎. 𝒙𝑩 = 𝟐𝟒𝟎 𝟖𝟎. 𝒙𝑨 + 𝟔𝟎. 𝒙𝑩 = 𝟒𝟖𝟎 xA xB 0 8 6 0 MAX 10 9 8 7 MIN6 5 4 3 2 1 0
  • 72. Forma Padrão • Variáveis de decisão – xA – quantidade de A a produzir e xB – quantidade de B a produzir • Método matemático: restrições → igualdades! – É possível? • F.O.: 𝑚𝑎𝑥 80. 𝑥𝐴 + 60. 𝑥𝐵 • S.A.: 1. 𝑥𝐴 ≥ 0 1. 𝑥𝐵 ≥ 0 4. 𝑥𝐴 +6. 𝑥𝐵 ≤ 24 4. 𝑥𝐴 +2. 𝑥𝐵 ≤ 16 1. 𝑥𝐵 ≤ 3
  • 73. Forma Padrão 4. 𝑥𝐴 +6. 𝑥𝐵 ≤ 24 Horas da máquina usada para o produto A • Vejamos uma das restrições Horas da máquina usada para o produto B Total de Horas da Máquina
  • 74. Forma Padrão • Vejamos uma das restrições 4. 𝑥𝐴 +6. 𝑥𝐵 ≤ 24 • Definindo xS número de horas que sobram: 4. 𝑥𝐴 +6. 𝑥𝐵 +1. 𝑥𝑠 = 24
  • 77.
  • 78. Noções do Método Simplex • Premissas: – Problema Linear – Espaço de soluções limitado – Logo: ao menos um dos vértices é ótimo global 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 xA xB 10 9 8 7 6 5 4 3
  • 79. Lógica do Simplex • Solução ótima está em um dos vértices... • ...basta testar um por um...
  • 80. Lógica do Simplex • Calcular todos os vértices pode ser inviável! • Sem percorrer todos... – Tem como saber se já achei o melhor? • Ideia do Simplex – Determinar uma solução viável (primeiro vértice) – Se deslocar inteligentemente p/ próximo vértice – Parar quando se verifica que está no ótimo.
  • 81. Algoritmo do Método Simplex Determinar uma Solução Básica Testar Otimalidade É solução ótima? Determinar Solução Básica Melhor Sim Fim! Não

Notas do Editor

  1. parcela positiva tocante à evolução da Administração da produção... Em virtude dos diversos problemas e situações decorridas na época, tornou-se quase que obrigatório As análises procuravam maximizar os escassos recursos disponíveis para as operações militares. Ao final da guerra, as técnicas passaram a serem aplicadas nos meios empresariais da Inglaterra e dos Estados Unidos”.
  2. O ENIAC começou a ser desenvolvido em 1943 durante a II Guerra Mundial para computar trajetórias táticas que exigissem conhecimento substancial em matemática, mas só se tornou operacional após o final da guerra.