Descrição
Esta camada introdutória apresenta, de forma direta e específica, as atividades práticas da disciplina Pesquisa Operacional: Simulação relativas à Unidade U1 – INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO EM PO (Aula A3) e à Unidade U2 – PROGRAMAÇÃO DINÂMICA E PROGRAMAÇÃO NÃO LINEAR (Aula A1). A U1 concentra-se no uso do software ARENA para construção e execução de modelos de simulação, incluindo um exercício sobre logística portuária e outro sobre fluxo de produção com inspeção e reparo. A U2 aborda aplicação de Programação Dinâmica para determinação de caminho mínimo em um grafo, seguindo método regressivo em 4 estágios.
As atividades exigem uso de ferramentas digitais indicadas: o software ARENA para modelagem e simulação (instalação e versão trial conforme instruções fornecidas) e o Pacote Office (Word ou Excel) para documentação dos resultados. Em ambos os casos a simulação prática deve ser executada para horizonte de 24 horas e os resultados devem ser documentados em um arquivo Word contendo prints do modelo, dos dados inseridos em cada módulo e do estado final da simulação; o arquivo não pode exceder 2 MB.
O que é desenvolvido nesta atividade: construção de modelos de simulação no ARENA (diagrama de blocos com Create, Process e Dispose), parametrização de distribuições de chegada e de tempo de serviço conforme os dados fornecidos, execução da simulação por 24 horas e coleta dos resultados para análise e documentação. Para a Programação Dinâmica, subdivisão do problema em 4 estágios, resolução pelo tipo regressivo e montagem de tabelas de decisão que indiquem o caminho mínimo do nó 1 ao nó 11.
Principais conteúdos abordados
- Simulação com ARENA: modelagem por blocos (Create, Process, Dispose) e execução por 24 horas.
- Exemplo portuário: chegadas Expo(mean=8 horas) e tempo de descarregamento TRIA(min=3; modo=5; max=10) para navios.
- Exemplo produção/inspeção: produtos A e B com chegadas Expo(1) e Expo(2) horas; inspeção TRIA(0,5;1;1,5); reparo TRIA(0,2;0,5;1); taxa de aprovação 70%.
- Programação Dinâmica: método regressivo, 4 estágios, tabulação das decisões e identificação do menor caminho.
- Documentação exigida: arquivo Word com prints do modelo, parâmetros e resultados, respeitando limite de 2 MB.
Aula Prática Pesquisa Operacional: Simulação
Unidade: U1 – INTRODUÇÃO À SIMULAÇÃO EM PO
Aula: A3 – O USO DO SOFTWARE ARENA EM SIMULAÇÃO
OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Construção de modelos de simulação com auxílio do software Arena.
SOLUÇÃO DIGITAL
Software ARENA
Para essa prática será necessário utilizar o software de simulação ARENA.
Link para download do ARENA:
https://paragon.com.br/download-arena/
OBS: Preencha os campos solicitados e clique em “BAIXAR VERSÃO TRIAL DO ARENA”.
Link com as instruções de instalação do ARENA:
https://help.paragon.com.br/portal/en/kb/articles/arena-instala%C3%A7%C3%A3o-arena16-10
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Criar modelo de simulação utilizando o ARENA.
Atividade proposta:
Analisar o problema proposto, construir o modelo de simulação no software ARENA.
Procedimentos para a realização da atividade:
Problema para a atividade (simulação no software ARENA):
Considere a seguinte situação:
Navios chegam a um porto a intervalos segundo uma distribuição exponencial de média 8 horas e gastam para descarregar segundo uma função triangular com tempo mínimo de 3 horas, tempo mais provável de 5 horas e tempo máximo de 10 horas.
Com base nesses dados e informações, construa o modelo no ARENA e realize uma simulação para 24 horas.
Avaliando os resultados:
- Construa o modelo de simulação da atividade proposta no software ARENA.
- Insira os dados fornecidos na atividade em cada bloco.
- Faça a simulação para 24 horas e encontre o resultado.
Checklist:
- Ler e analisar atentamente o problema;
- Criar o diagrama de blocos no ARENA (Blocos: Create, Process e Dispose);
- Inserir os dados em cada bloco (ou módulo) com os valores fornecidos na atividade;
- Rodar a simulação.
Procedimento/Atividade nº 2
Criar modelo de simulação utilizando o ARENA.
Atividade proposta:
Analisar o problema proposto, construir o modelo de simulação no software ARENA.
Procedimentos para a realização da atividade:
Problema para a atividade (simulação no software ARENA):
Considere a seguinte situação:
Uma empresa fabrica dois tipos de produtos (A e B) por processos independentes. Ambos os produtos passam por um mesmo posto de inspeção de qualidade cujo tempo de atuação é TRIA (0,5; 1; 1,5) horas e depois, caso sejam reprovados na inspeção, seguem para o departamento de reparo cujo tempo de atuação é TRIA (0,2; 0,5; 1) horas.
Sabendo que o índice de chegada dos produtos do tipo A ao departamento de inspeção obedece Expo(1) hora e o índice de chegada dos produtos do tipo B ao departamento de inspeção obedece Expo(2) hora.
Considere que 70% do total de produtos são aprovados na inspeção. Os produtos reprovados vão para o reparo.
Simule 24 horas de produção e analise o processo.
RESULTADOS
Resultados do experimento:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em Word contendo as informações obtidas nos experimentos, enviando prints:
- Do modelo construído no ARENA;
- Dos dados inseridos em cada módulo (ou bloco);
- Do modelo ao final da simulação de 24 horas (com os valores que ficaram em cada bloco) das duas atividades (A e B).
O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
• Não se esqueça de resolver o que é solicitado no “Avaliando o resultado” e documentar a atividade prática.
Referências bibliográficas ABNT (quando houver).
Resultados de Aprendizagem
Como resultados desta atividade será possível analisar um problema de simulação aplicado à logística portuária, estruturar corretamente o modelo no software ARENA, parametrizando distribuições de chegada e tempo de serviço conforme os dados fornecidos, executar a simulação para o período estabelecido e interpretar os resultados obtidos, desenvolvendo habilidades práticas de modelagem computacional, tomada de decisão baseada em cenários e compreensão dos impactos operacionais de diferentes variáveis no processo.
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: PESQUISA OPERACIONAL: SIMULAÇÃO
Unidade: U2 – PROGRAMAÇÃO DINÂMICA E PROGRAMAÇÃO NÃO LINEAR
Aula: A1 – PROGRAMAÇÃO DINÂMICA
OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Construção de modelos de simulação com auxílio do software Arena.
SOLUÇÃO DIGITAL
Pacote Office
Para essa prática será necessário utilizar o pacote Office (Word ou Excel).
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Resolver o problema proposto por meio da programação dinâmica.
Atividade proposta:
Analisar o problema proposto, resolver pela programação dinâmica pelo tipo Regressivo.
Procedimentos para a realização da atividade:
Determine o caminho mais curto do nó 1 ao nó 11 utilizando Programação Dinâmica.
Para resolver o problema deve-se subdividir o problema em estágios, que no exercício serão 4 estágios.
Resolver pelo tipo Regressivo, ou seja, iniciar pelo estágio 4.
Avaliando os resultados:
- Subdividir o problema em estágios (4 estágios);
- Iniciar pelo último estágio evoluindo a resolução até o estágio inicial, observando as distâncias dadas entre os nós;
- Como o problema é identificar o caminho mais curto, a decisão deve ser pela menor distância entre os nós;
- Tabular a decisão ótima encontrada em cada estágio.
Checklist:
- Ler e analisar atentamente o problema;
- Iniciar a solução pelo estágio 4, montando a tabela de decisão;
- Montar a tabela de decisão do estágio 3;
- Montar a tabela de decisão do estágio 2;
- Montar a tabela de decisão do estágio 1;
- Verificar e indicar qual o menor caminho (soma de todos os estágios com o menor caminho), indicando os nós do menor caminho.
RESULTADOS
Resultados do experimento:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em Word contendo as informações obtidas na atividade, devendo conter a resolução do problema, mostrando o problema subdividido em estágios e as tabelas de decisão de cada estágio, além de indicar quais nós contemplam o caminho mais curto.
O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
• Não se esqueça de resolver o que é solicitado no “Avaliando o resultado” e documentar a atividade prática.
Referências bibliográficas ABNT (quando houver).
Resultados de Aprendizagem
Como resultados desta atividade espera-se que o estudante seja capaz de solucionar problemas de Pesquisa Operacional pela Programação Dinâmica.
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