CLAIO-2016: XVIII LATIN-IBEROAMERICAN CONFERENCE ON OPERATIONS RESEARCH
PROGRAM FOR TUESDAY, OCTOBER 4TH
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08:30-09:30 Session 10: Plenary Session

Shmuel Oren, University of California, Berkeley

Opportunities and Challenges for OR in Electricity Markets 

Chair:
Location: Salón Fresno
09:45-11:15 Session 11A: Mathematical Programming : Scheduling and Permutations
Chair:
Location: Sala Matte
09:45
Modeling symmetry cuts for batch scheduling with realease times and non-identical job sizes

ABSTRACT. In this paper we propose a mixed integer linear programming (MILP) formulation for the problem of minimizing the makespan on a single batch processing machine with release times and non-identical job sizes. Due to important applications of this problem in industry, it has already been studied in the literature, but mostly addressed with heuristic procedures. Nevertheless, the exact solution for the problem has also been obtained in the literature by a branch-and-bound (B&B) algorithm applied to an MILP formulation. The number of symmetric solutions in the feasible set of the problem makes the B&B algorithm very inecient. We, therefore, propose a new formulation for the problem with symmetry breaking cuts. Computational results show that the new model clearly outperforms the classical model from the literature turning practical the optimality proof of solutions for instances of the problem with reasonable size.

10:07
Calidad de óptimos locales para minimización del tiempo ponderado total de completación en máquinas paralelas idénticas restringidas.

ABSTRACT. Los métodos de búsqueda local para resolver problemas de programación de la producción han sido ampliamente usados. Una forma de medir la calidad de estas soluciones aproximadas es realizar en un análisis de peor caso. En este estudio se evalúa el desempeño de los óptimos locales para el problema de programar tareas en máquinas paralelas restringidas con el objetivo de minimizar el tiempo ponderado total de completación. Cada tarea tiene un peso no negativo y puede ser procesada por un subconjunto de máquinas. Los vecindarios considerados en este estudio son inserción e intercambio. Se presentan cotas inferiores y superiores para el factor de aproximación para algunas variantes del problema. Para el caso general, el factor de aproximación se encuentra entre 1.75 y 1.8, en cambio para el caso no ponderado este se encuentra entre 1.53 y 1.61.

10:29
Linking Queueing Theory and Scheduling

ABSTRACT. Stochastic queueing theory and static-deterministic scheduling are both widely used approaches, but usually separated from each other. From a queueing theory point of view it is known that the performance of a manufacturing system is degraded by increasing variability – as soon as variability occurs it has to be buffered by time, inventory and/or capacity (Hopp/Spearman, 2008, Factory Physics). Variability in static-deterministic scheduling is e.g. discussed as part of objective functions like minimizing completion time variance (CTV). While CTV aims at finishing all jobs at the same time (if possible), CTDVB2 aims at reducing the departure variability of jobs by smoothing the difference of completion times of two consecutively scheduled jobs and can be interpreted as a first link between queueing theory and scheduling (Leisten, Rajendran, 2015). In this work, input and processing time variability is discussed with respect to linking queueing theory and scheduling.

10:51
The Block-interchange and the Breakpoint Closest Permutation problems are NP-Complete
SPEAKER: Luis Cunha

ABSTRACT. The Closest Problem aims to find one object in the center of all others. It was studied for strings with respect to the Hamming distance to be the metric to compute distances. The Hamming Closest String Problem (Hamming--CSP) was settled to be NP-Complete in the case of binary strings. The Closest Permutation Problem was also studied, since permutations are the natural restrictions of general strings. A permutation is a string with a unique occurrence of each letter of the alphabet, and by considering the Cayley distance, the Cayley Closest Permutation Problem (Cayley--CPP) was settled to be NP-Complete. In this paper, we consider well-known metrics to compute distances of permutations in the context of genome rearrangements, and we prove two NP-Completeness, the Block-interchange--CPP and the Breakpoint--CPP.

09:45-11:15 Session 11B: Logistics and Transportation : Vehicle Routing I
Location: Sala Colorada
09:45
An integer programming approach for the TDTSP-TW with time dependent travel speeds

ABSTRACT. In the last few years, there has been a trend to enrich classical Vehicle Routing Problems (VRPs) with more general characteristics. Time-Dependent VRPs is the name assigned to a family of VRPs which considers more general travel time functions, aiming to capture the effects of congested road networks appearing in real-world operations within large cities. One of such problem is the Time-Dependent Traveling Salesman Problem with Time Windows, a generalization of the classical TSPTW where the travel times are not assumed to be constant during the day. In this paper we consider the travel speed model from the literature where they are modeled as step function of the time and the travel time results in a piecewise linear function. We propose a new ILP formulation and several families of valid inequalities. In addition, we develop a Branch and Cut algorithm which is evaluated experimentally, showing that the approach is useful to be applied in practice.

10:07
A Scatter Search Algorithm for the Heterogeneous Vehicle Routing Problem with Backhauls

ABSTRACT. The Vehicle Routing Problem with Backhauls (VRPB) is known to be NP-hard. We consider a variant of the VRPB called the Heterogeneous Vehicle Routing Problem with Backhauls (HVRPB), in which we have a heterogeneous fleet (composed by an unlimited number of vehicles for each type) with different fixed costs according to their sizes. In this variant there are linehaul customers as well as backhaul customers: the former must be served before the latter. We consider a unit cost by each distance unit. The objective of the HVRPB is to design a set of routes so that total distance traveled and fixed costs are minimized. We use a scatter search algorithm to solve HVRPB. The algorithm has been tested on 36 problem instances from the literature and it has improved the best known solution for eight of these.

10:29
Effective Solutions for the Covering Capacitated Vehicle Routing Problem

ABSTRACT. In traditional Capacitated Vehicle Routing Problems (CVRP), it is assumed that a set of vehicles stationed at a depot complete routes through a network of demand locations such that every location is visited and serviced. The underlying assumption is that a location must be directly visited in order for that location’s demand to be serviced. In some practical applications, such as assumption is not valid. For instance, when developing urban routing plans for mobile food retailers where customers would be willing to travel small distances to shop at the retailer's closest stop. Traditional CVRP algorithms may lead to highly sub-optimal routes. To avoid such assumptions, a Covering CVRP (CCVRP) formulation is recommended. In CCVRP it is possible to service a demand location from any point of a predetermined subset of nearby locations. In this talk with address the underlying complexity of the CVRP problem and different approaches to obtain efficient and effective solutions.

10:51
Evolución de los RVRP (Rich Vehicle Routing Problems) y su potencial de aplicación

ABSTRACT. En este artículo se presenta una revisión de la evolución de los problemas de ruteo de vehículos que contemplan restricciones basadas en situaciones reales. Este tipo de problemas se conoce como RVRP (Rich Vehicle Routing Problem, por sus siglas en ingles). Por medio de una amplia revisión de literatura se busca describir los avances que se han desarrollado durante los últimos años, métodos y herramientas de solución y algunos modelos presentados para aplicaciones reales en diferentes industrias. Para concluir se sugiere algunas líneas de investigación, con aplicabilidad en países en vía de desarrollo.

09:45-11:15 Session 11C: OR in Agriculture I
Location: Auditorio 1
09:45
Simulación de una planta piloto de producción para la obtención de jugo natural, aceite esencial y alimento para ganado de limón tahití.

ABSTRACT. Este artículo presenta el balanceo de producción mediante la utilización de simulación de eventos discretos de una planta de producción para la obtención de jugo natural, aceites esenciales y alimento para ganado del limón Tahití presente en grandes extensiones de cultivos en el departamento del Tolima en Colombia. Las bondades que ofrece este modelamiento se extraen en el cálculo del número de máquinas en cada una de las estaciones de trabajo, así como, la cantidad de compras y políticas de mantenimiento que requiere el proceso, y como resultado más importante la cantidad de recursos humanos que requiere la planta para el procesamiento y viabilidad de proyecto agroindustrial, con el objetivo de crear valor a los pequeños agricultores. Las simulaciones se realizan en el Software SIMIO y se realiza un estudio de los parámetros de entrada de gran calidad con los agricultores y productores de diferentes agroindustrias

10:07
Heuristica de agrupamiento de productos hortofrutícolas para garantizar condiciones de maduración en almacenamiento

ABSTRACT. Este artículo presenta una heurística basada en la formación de clusters para establecer grupos desde una visión de la manufactura celular aplicada a una empresa hortofrutícola del Norte del Valle del Cauca. El procedimiento busca dar respuesta al problema de la correcta disposición del inventario en proceso y en tránsito, como las dos formas recurrentes de stock manejado por las empresas que poseen el canal de producción y comercialización de productos en fresco. La clasificación de los ítems resulta una tarea de apoyo en la gestión de productos perecederos, ya que existen múltiples factores que afectan de manera positiva y/o negativa su aprovisionamiento, la gestión eficiente del inventario, el transporte y almacenamiento adecuado del cliente. Cada grupo conformado se podrá enfocar en las necesidades de los productos pertenecientes a éste, dado la condición de maduración qué es el punto crítico de control para las empresas de este sector.

10:29
Análisis de métricas de resiliencia en redes de suministro agrícolas: El caso de la industria del café orgánico

ABSTRACT. La primera milla que recorre el producto en las redes de suministro agrícola, es considerada como uno de los retos que enfrentan economías emergentes. Una red logística vulnerable a interrupción en sus operaciones, encarece el precio de los productos y puede ocasionar perdidas como consecuencia de la perecibilidad de los mismos y bajos niveles de servicio. Lo anterior afectando los ingresos de los productores y desabasteciendo parcialmente los centros de consumo. Éste es un problema que es atendido principalmente desde el modelamiento de redes complejas de acuerdo a lo reportado en la literatura. En éste estudio se desarrolla un modelo de distribución óptima de productos y se efectúan mediciones de métricas de disponibilidad, conectividad y accesibilidad, para casos de interrupciones parciales de la red de distribución. El factor de perecibilidad es tenido en cuenta para evaluar la resiliencia en el caso de estudio de la red de suministro de café orgánico en Colombia.

10:51
Análisis de los factores asociados a la calidad en la producción de frutas: Un caso de estudio en Colombia

ABSTRACT. La calidad de los alimentos es una preocupación de orden global, que debe asegurarse desde los mismos sitios de cultivo, con el uso de buenas prácticas agrícolas, de producción y de logística hasta su comercialización final. Este artículo explora a través de la técnica de minería de datos, las razones asociadas a la presencia de un alto nivel de calidad (>70% de la producción al año se reconoce de primera calidad) en 613 productores de frutas -aguacate, mango, limón, papaya, mora, granadilla, tomate- consultados en una zona del centro de Colombia. Los resultados sugieren con un nivel de confianza del 80.9%, que la calidad está asociada en mayor grado con el tipo de cultivo (25,0%), el nivel de uso de buenas prácticas agrícolas (20,5%), el nivel de uso de buenas prácticas en poscosecha (17,5%) y la zona de cultivo (16,8%); y asociada en menor grado con el nivel de uso de buenas prácticas al momento de cosecha (10.9%) o con el tamaño de la unidad productiva (9,6%).

09:45-11:15 Session 11D: Production: Production and Capacity Planning under Uncertainty
Location: Auditorio 7
09:45
A Real Options Approach for Joint Overhaul and Replacement decisions in Homogeneous Fleets

ABSTRACT. Physical asset management has a significant impact on the economic performance in capital-intensive industries. One of its challenges is to define equipment overhaul and replacement strategies over a project life. Classical approaches define periodical interventions based on the equipment condition considering factors as availability and operation costs, these models generally ignore flexibility and macro-economic factors. We study the effect of integrate economic factors and its cycles in the overhaul and replacement strategy definition on a fleet of production units considering a delivery lag time. To achieve this objective, we developed a model which determines the optimal intervention policy that maximize the expected profit under a real options approach. A case study of a fleet of trucks in the copper mining industry is presented, in order to assess the impact of economic cycles in the optimal overhaul and replacement policy.

10:07
Capacity expansion of a multi-item process with technology mixture under uncertainty: A robust MILP approach
SPEAKER: Jorge Weston

ABSTRACT. This paper analyzes the optimal capacity expansion strategy in terms of machine requirement, labor force, and work shift when demand is deterministic and uncertain in the planning horizon. The capacity expansion strategy considers the use of different technologies to produce multiple items to satisfy the demand in each period. Previous work that considered the work shift as a decision variable presented an intractable nonlinear mix-integer problem. In this paper we reformulate the problem as a mixed integer linear program (MILP) and propose a robust approach when demand is uncertain, arriving at a tractable MILP. Computational results show that our deterministic model can find the optimal solution, faster than previous work, and for the uncertain model we obtain good quality solutions within a maximum optimal gap of 10^-4. For the tested instances, the robust model with a confidence level of 99%, the upper limit of the total cost is 1.5 times the total cost of the deterministic model.

10:29
Optimal stock levels under (s-1,s) inventory control policies using a two stage heuristic for a product under a postponement strategy

ABSTRACT. We present a two stage heuristic for a product under a postponement strategy that determines the optimal stock levels when an (s-1,s) policy is followed. Our model assumes that orders arrive according to independent Poisson processes to a single machine with sequence dependent setup-times, inventory is reviewed continuously manner and a postponement strategy is employed for customization of the product. Our heuristic minimizes the sum of the steady-state expected values of the WIP, overage and underage costs per unit time. The two-stage heuristic operates as follows: first, we use the results of Winands et al. (2006) to obtain the mean processing time of a machine that process jobs as a polling system under exhaustive service. In a second stage, we apply Palm's theorem that allows us to determine the minimal stock levels by solving of a newsvendor-type problem for each end product. Finally we provide some numerical examples, and also we address the accuracy of the proposed heuristic.

09:45-11:15 Session 11E: Energy II
Chair:
Location: Sala 5
09:45
Análisis de la formación de precios y asignación de suministro de gas natural en Colombia por medio de la simulación de subastas
SPEAKER: Antonio Hoyos

ABSTRACT. We present an agent-based simulation model to investigate price formation and gas allocation in Colombia’s primary natural gas market. Specifically, we model the simultaneously ascending clock auction (SACA) defined in annex 5 of order RES CREG 089 – 2013. Three types of agents: sellers, buyers, and auctioneer interact within the rules defined in RES CREG 089 – 2013. The simulation explores how competitive and strategic behaviors from agents affect final prices and allocations in the auction.

10:07
Natural Gas Prices Forecasting: A Dynamic Model Based Approach
SPEAKER: André Salles

ABSTRACT. Natural gas price is an important and often decisive variable for economic policy makers. Many studies have been developed in order to establish a stochastic process that can represent the movements or the returns of natural gas prices or variations of such prices time series to forecast price expectations. This study used dynamic models, in particular an ARDL model, to obtain predictions on natural gas prices. The model used in this work takes into consideration the conditional heteroskedasticity and non normality of the returns. Furthermore, this study investigates whether the influence of crude oil price is present on gas natural price returns. To reach the purpose of this work, weekly crude oil and natural gas price benchmarks traded in the international market were collected. All crude oil price information collected were in US$ per barrel and natural gas price were converted into U.S. dollars per million BTU. The data covers the period from September 2007 to January 2016.

10:29
Discrete fuel cargos procurement under uncertain demad with commercial and logistic constraints

ABSTRACT. An electric system is supplied with renewable energy and complemented with thermal generation when required. Fuels for themal generation are acquired as discrete size cargos, usually two months before receiving them. After these decisions are taken, changes in the thermal generation demand determines future corrective actions: cargos arrival delay and cancelation. Each action depends on how the unknown demand of fuel is revealed. To model the problem of minimizing the expected cost of fuel procurement, a multistage stochastic formulation is developed. It considers decisions on fuel procurement, delay and cancellation of cargos for a given time horizon, while satisfies uncertain demand, material balances, and commercial and logistic constraints. In order to achieve good results in an affordable time, a relax and fix heuristic is proposed and applied for specifics cases. Solutions are compared with the exact algorithm results, showing to be appropriate for decision making.

10:51
Impact of natural gas system operation on the power system dispatch
SPEAKER: Enzo Sauma

ABSTRACT. In Chile, the use of natural gas as fuel for electricity generation in thermal plants (turbines and combined cycle units) has helped to diversify the national energy mix. However, the development of gas pipelines and the structure of fuel supply contracts impose availability constraints that are generally not considered when determining the economic operation of the electric power system. Consequently, it is important to study simultaneously electric and natural gas markets, incorporating an adequate model for take-or-pay contracts, when determining the energy prices, the total operational costs, and the power system operation. We propose an integrated optimization model based on a stochastic dual dynamic programming methodology that simultaneously includes the hydrothermal scheduling of a power system and the transportation and availability of natural gas. Through the application of a case study, we conclude that it is essential to consider the limitations that occur in the gas fired plant’s dispatch due to the fuel availability constraints, because they directly impact the total operational costs and energy prices.

09:45-11:15 Session 11F: RED-M: Multi-objective I
Location: Auditorio 6
09:45
Territorial Partitioning Problem applied to Brazil Healthcare System using a Multi-objective Approach

ABSTRACT. Under the broad name of a territorial or network districting or partitioning problem, this article proposes aggregating the health services of the municipalities of Parana State in Brazil into partitions called microregions to form a map and facilitate the inter-microregion flow of patients for procedures not offered in their own microregions. The problem is formulated as a multi-objective partitioning of the nodes of an undirected graph/network with the districts and towns as the nodes and the roads connecting them as the edges of this graph. Three objective functions are considered: maximizing the homogeneity of population size, maximizing the variety of the medical procedures offered, and minimizing the distances to be traveled between microregions. A binary-coded multi-objective genetic algorithm is taken as the optimization tool, which yields a significant improvement to the existing healthcare system map of Parana.

10:07
Un enfoque multiobjetivo multinivel para resolver el problema de inversion de carriles de tráfico y sincronización de semáforos

ABSTRACT. La inversión de carriles de tráfico es una herramienta útil para reducir el congestionamiento en sistemas de tráfico urbano cuando el mismo es causado por cambios temporales en la demanda de tráfico. Sin embargo, su potencial no se expresa totalmente si no es combinado con otras técnicas de gestión de tráfico. La sincronización de semáforos es una herramienta que permite balancear el flujo de tráfico en situaciones de demanda estacionaria que puede amplificar el efecto de una inversión de carriles. En este trabajo presentamos un algoritmo binivel basado en Optimización vía Simulación (OvS) con el objetivo de resolver una versión multiobjetivo del problema de inversión de carriles de tráfico en combinación con la sincronización de semáforos. Presentamos el enfoque general y utilizamos Optimización por Cúmulo de Partículas combinada con Recocido Simulado. La evaluación de cada solución se produce a través de una simulación microscópica del tráfico.

10:29
Modelo timetabling multiobjetivo al servicio de estudiantes en pro de minimizar el tiempo de culminación de su pregrado

ABSTRACT. Este documento ofrece una alternativa automatizada basada en IO para la operación de un modelo binario multi-objetivo, el cual propende minimizar el tiempo de terminación del pregrado buscando una solución óptima al tratar de determinar, de acuerdo al gusto del estudiante (dificultad o importancia), las materias que debe inscribir en el siguiente semestre. Adicional, el apoyo de un segundo modelo inmerso en la interfaz permite visualizar específicamente cuál de los diferentes grupos de cada materia debe inscribir respetando los cruces de horarios. La finalidad, es identificar los cursos a matricular cada semestre y una opción de horario del mismo, respetando las condiciones propias del pregrado y las limitaciones de tiempo y presupuesto del estudiante, siendo este un aplicativo que puede ser adaptado y replicado a las necesidades y condiciones de otros programas de para ampliar el número de estudiantes beneficiados.

10:51
Un modelo de optimización multiobjetivo para la logística humanitaria posterior a desastres

ABSTRACT. Luego de un desastre, supervivencia de los afectados puede depender de los alimentos o medicinas disponibles en las primeras horas posterior al desastre. La entrega de ayuda humanitaria en una catástrofe debe considerar múltiples aspectos, como costos logísticos; sufrimiento humano y equidad, ademas de, la disponibilidad de activos y la incerteza de: la cantidad, condición y distribución de los individuos afectados. Este estudio, propone y resuelve un modelo de programación matemática multiobjetivo para estrategias de logística humanitaria posterior al desastre. Los objetivos considerados, son costos logísticos y sufrimiento humano. Se aborda como un Capacitated routing vehicle (CVRP) con: selección y apertura de centros de almacenamiento; asignación de vehículos; tiempo límite de entrega; capacidades heterogéneas; necesidades diferenciadas y cierre de caminos. Se implementó en GAMS-CPLEX y se usó, el método de la -restricción, para el conjunto de instancias generadas.

09:45-11:15 Session 11G: Scheduling and Combinatorics: Stochastic and Robust Programming
Location: Auditorio 2A
09:45
Modelos exactos para la Programación Robusta de Actividades con Recursos Limitados

ABSTRACT. El problema de Programación de Actividades con Recursos Limitados (RCPSP) es comúnmente abordado desde una perspectiva mono-objetivo al minimizar el tiempo de finalización del proyecto (makespan). De igual manera, en las formulaciones clásicas del RCPSP, la incertidumbre es raramente considerada sobre factores como: la continua disponibilidad de recursos, las fechas para el abastecimiento de materias primas o el ausentismo. Esta incertidumbre hace que las actividades deban programarse de tal manera que se puedan cubrir eventualidades durante la ejecución del proyecto, sin generar retrasos en su fecha de terminación; es decir, la programación debe ser robusta. En este trabajo se proponen modelos de programación entera para el RCPSP que permiten considerar la robustez del proyecto como un segundo objetivo para el problema. Los resultados obtenidos al resolver los modelos, incorporando estrategias de pre-procesamiento, son prometedores para algunas instancias reconocidas en la literatura.

10:07
An approximate column generation for the vehicle routing problem with hard time windows and stochastic travel and service times
SPEAKER: Nubia Velasco

ABSTRACT. The stochastic vehicle routing problem with hard time windows and stochastic travel and service times (SVRPTW) is a routing problem variant where travel and service times are modeled as random variables with known probability functions. In this study we model the problem as a combined stochastic problem with recourse and chance constrained problem, guaranteeing service levels for customers, vehicles’ return time to depot and for the solution. Since arrival times are also stochastic (with unknown probability functions), a lognormal approximation is used to check for feasibility and estimate the costs. A column generation using the lognormal approach is performed with state-of-the-art algorithms with newfangled dominance rules. The method is tested on modified Solomon instances where travel and service times are Lognormally and Gamma distributed respectively.

10:29
Polifuncionalidad con Cadenas Cerradas en el Sector Servicios: Un Enfoque de Optimización Robusta

ABSTRACT. La inherente variabilidad y estacionalidad de la demanda genera un descalce natural entre la oferta planificada y la demanda observada en las empresas del sector servicios. El uso de personal polifuncional es una fuente de flexibilidad atractiva para minimizar tal descalce. Este trabajo presenta un modelo de programación lineal entera mixta y una heurística constructiva para estructurar las habilidades polifuncionales de un conjunto de empleados. Para incorporar explícitamente la incertidumbre de la demanda en el modelo de optimización, se utiliza un enfoque de optimización robusta. Posteriormente, mediante simulación Montecarlo se analiza el desempeño de las soluciones robustas para distintos niveles de variabilidad en la demanda y distintos niveles de aversión al riesgo en las soluciones. La metodología entrega estructuras de polifuncionalidad tipo cadenas cerradas, con distintos largos, que proveen un excelente desempeño a nivel costo-efectivo. También se brindan algunos lineamientos para elegir un nivel apropiado de aversión al riesgo y generar un plan de capacitación que requiera una inversión en polifuncionalidad mucho menor a la exigida por la solución robusta más conservadora (i.e., peor caso).

10:51
BBPH - Using Progressive Hedging inside Branch and Bound nodes to Solve Multi-Stage Stochastic Mixed Integer Programs

ABSTRACT. Progressive hedging (PH), though an effective heuristic for stochastic mixed integer programs (MIPs), is not guaranteed convergence in the integer case. Here, we propose BBPH, a branch and bound algorithm that uses PH within each node that, given enough time, will always converge to the optimal solution. Computational results are presented.

09:45-11:15 Session 11H: Project Management
Location: Auditorio 3A
09:45
Seleção de Portfólio de Projetos com Restrição de Recursos e Escalonamento no Tempo

ABSTRACT. One of the companies’ main challenges is to improve the efficiency of their investments in R&D projects. The objective evaluation of expected return and risk of their projects portfolio is an important support for this decision. However, besides the economic criteria, it is important to consider the restrictions usually imposed on projects execution. This paper presents an R&D projects portfolio selection model using as selection criteria the mean-Gini and stochastic dominance. In addition, it employs triangular probability distribution to characterize the projects expected return, as recommended by PMBOK®, the restriction of human resources available for developing project activities and the analysis of projects on time in order to optimize the use of these resources. The result is an objective selection model for projects portfolio, which allows considering real restrictions.

10:07
Mean-Gini Robust Selection of Project Portfolios
SPEAKER: Rafael Leme

ABSTRACT. This study presents a robust portfolio selection through Mean-Gini framework considering uncertainty in project parameters. Robust portfolio optimization considers the analysis of worst case scenario for a given expected return. We first discuss pitfalls in project portfolio selection under uncertainty by using a simple artificial five-project set available in the literature. In this sense, we show the nature of uncertainty in project portfolio return, and propose a robust counterpart formulation for portfolio selection. Finally, we use an branch-and-bound algorithm to find out all efficient frontier, and discuss the how to consider interrelated constraints in Mean-Gini project portfolio selection.

11:15-11:45Coffee Break
11:45-13:15 Session 12A: Mathematical Programming: Graph Problems
Location: Sala Matte
11:45
The Game Chromatic Number of Caterpillars

ABSTRACT. The coloring game is played by Alice and Bob on a finite graph G. They take turns properly coloring the vertices with t colors. If at any point there is an uncolored vertex without available color, then Bob wins. The game chromatic number of G is the smallest number t such that Alice has a winning strategy. It is known that for forests this number is at most 4. We find exact values for the game chromatic number of two infinite subclasses of forests (composed by caterpillars), in order to contribute to the open problem of characterizing differences between forests with game chromatic number 3 and 4.

12:07
Sobre o número de Helly geodético em grafos

ABSTRACT. Um conjunto de vértices S de um grafo G é geodeticamente convexo se todos os vértices de qualquer caminho mínimo entre dois vértices de S pertencem a S. O número de Helly de um grafo G na convexidade geodética é o menor inteiro k para o qual toda família C de conjuntos geodeticamente convexos k-intersectante de G, possui um vértice comum a todos os conjuntos de C. Apresentamos limitantes inferior e superior e teoremas que auxiliam no cálculo em grafos contendo um vértice simplicial específico ou um subgrafo prisma generalizado. Mostramos também uma decomposição por conjuntos separadores de gêmeos que permite calcular o número de Helly nas componentes resultantes.

12:29
El problema Median Shorthest Path con latencia y capacidad

ABSTRACT. El problema Median Shortest Path (MSP) es un problema de diseño de redes que consiste en construir un path simple entre un par de nodos origen-destino predeterminados y tal que todos los nodos de la red que no están sobre este path son asignados a su nodo más cercano que pertenece al path principal. Se minimizan dos objetivos en conflicto: el costo de construcción del path y el tiempo total de viaje requerido por la demanda para alcanzar un nodo sobre el path. En este trabajo, se generaliza el MSP incorporando el concepto de latencia y restricción de capacidad. Se proponen dos formulaciones basadas en programación lineal entera mixta para resolver el problema MSPLC. Además, se proponen nuevas desigualdades válidas para fortalecer la cota inferior de la relajación lineal y se utilizan como planos de corte en un algoritmo de branch and cut. El algoritmo se implementa en C++ con Cplex y se utilizan instancias de prueba y de la literatura para evaluar y validar los modelos.

12:51
Some forbidden subgraphs for LS+-perfection

ABSTRACT. The Maximum Weighted Stable Set Problem is polynomial for LS+-perfect graphs, a family of graphs which is known to contain many rich and interesting classes such as perfect and nearbipartite graphs, among others. However, no combinatorial or polyhedral characterization of LS+-perfect graphs is known. In the current contribution, we make some progress on this line by presenting an innite family of forbidden subgraphs for LS+-perfection.

11:45-13:15 Session 12B: Logistics and Transportation : Vehicle Routing II
Location: Sala Colorada
11:45
Vehicle Routing with Fairness Objectives

ABSTRACT. Logistical problems are inherently multi-objective. Some conflicting objectives are related to cost, such as tour length, total driving time, or number of vehicles. Other, non-monetary aspects such as service quality, equity, and consistency are important differentiators in competitive markets. This paper focusses on VRP models with fairness objectives. While these could also be measured w.r.t. load or number of stops, we focus on total tour length. In the literature, some measures for assessing this objective have been proposed and implemented without critical evaluation of their relative merits. We provide a thorough foundation on equity based multi-objective VRP models. We survey and categorize the literature on equitable vehicle routing and collect the commonly applied inequality measures. Following an analysis of their theoretical properties, we conduct a computational study to examine how different equity objectives impact the properties of Pareto-efficient solution sets.

12:07
Método híbrido para la solución de una variante del Problema Periódico del Viajante con ventanas de tiempo. Aplicación a un caso real.

ABSTRACT. Este trabajo propone una heurística para la solución de un problema real que corresponde a una variante del Problema Periódico del Viajante (Periodic Traveling Salesman Problem). Sobre un periodo específico de M días, los clientes deben ser visitados un número fijo de veces, acorde con uno de los patrones de servicio admisibles para cada cliente y otras restricciones de la compañía. Una solución inicial se obtiene en dos fases: primero se resuelve un modelo propuesto de Programación Binaria para asignar clientes a los patrones de servicio, minimizando la cantidad máxima de clientes atendidos en cada día específico del período de tiempo. Con los resultados obtenidos, en una segunda fase, se generan M rutas, mediante una heurística que resuelve M problemas TSP con ventanas de tiempo. La solución inicial obtenida se mejora con una heurística, que incluye un modelo de Programación Entera, el cual permite explorar grandes vecindades, considerando múltiples movimientos simultáneamente.

12:29
Un Nueva Formulación para Resolver el Problema del Reparador Viajero
SPEAKER: unknown

ABSTRACT. El Problema del Reparador Viajero (PRV), conocido en la literatura como Minimum Latency Problem y Traveling Deliveryman Problem, es una variante del Problema del Vendedor Viajero en el que un reparador debe visitar todos los nodos del grafo exactamente una vez de modo de minimizar los tiempos totales de espera de los clientes localizados en los nodos del grafo. En este trabajo se propone un nuevo modelo de programación lineal entera para resolver el PRV. Esta formulación, basada en el modelo de programación entera introducido por Miller-Tucker-Zemlin, utiliza variables con dos índices asociadas a los arcos (i,j) del grafo para capturar el instante de tiempo en que el reparador visita al cliente j. Se proponen desigualdades válidas para fortalecer la cota inferior de la relajación lineal y se utilizan como cortes en un algoritmo de branch and cut, implementado en C++ con Cplex. Se utilizan instancias de prueba y de la literatura para evaluar y validar el desempeño del modelo.

12:51
Improving Visual Attractiveness in Capacitated Vehicle Routing Problems: a Heuristic Algorithm

ABSTRACT. The widespread applicability of the Vehicle Routing Problem in different fields has lead to a variety of formulations involving different objectives and constraints. In opposition to the main interest in optimizing quantitative objectives (e.g. length), the literature is rather scarce on the analysis of more subjective aspects. We focus here on such a goal, namely optimizing visual attractiveness. Generating ``nice'' routes is important since they are seen as being both more intuitive and efficient, simplifying not only the implementation of a routing plan but also the positive collaboration between the planning and operational management levels in an organization. This paper presents preliminary results on the development of a heuristic algorithm to enhance visual attractiveness in a Capacitated Vehicle Routing Problem. Tests on benchmark instances show that the heuristic is able to find well-behaved solutions for different traditional visual beauty measures.

11:45-13:15 Session 12C: OR in Agriculture - Planificación de cultivos
Location: Auditorio 1
11:45
Decisión conjunta para la delineación de terreno y selección de cultivos mediante el uso de modelos de optimización

ABSTRACT. Uno de los principales aspectos en apoyo a la toma de decisiones en agricultura es proveer métodos que permitan a los agricultores una adecuada gestión de esta actividad. Un primer problema en el manejo de cultivos que se debe enfrentar es cómo delinear zonas de manejo antes de plantar los cultivos, esto con el objetivo de mejorar su productividad y rendimiento. De este modo se busca que las zonas de manejo tengan propiedades relativamente homogéneas respecto a alguna propiedad. Un segundo problema que se debe resolver es la selección apropiada de cultivos que se van a plantar dentro de las zonas de manejo previamente delineadas. Se está en consecuencia ante un problema de naturaleza jerárquica que en el presente trabajo se propone abordar mediante un modelo de optimización que simultáneamente aborde ambas decisiones. Se muestra los resultados alcanzados en problemas preliminares y el trabajo de investigación futuro.

12:07
Modelo para la asignación de terrenos, en el marco de la Reforma Rural Integral

ABSTRACT. El conflicto interno en Colombia, tiene como posibles causas la tenencia de tierras y/o el factor agrario, ya que se encuentra estrechamente relacionado con tres necesidades básicas, vivienda, alimentación e ingresos. El surgimiento de movimientos armados como las FARC, nace con un alto contenido de reivindicación por una reforma en la distribución de las tierras, y es por ello que uno de los primeros temas tratados en las mesas de negociación fue la creación de una Reforma Rural Integral. Por lo tanto, el objetivo es desarrollar un modelo matemático que permita asignar segmentos de tierras, a los diferentes beneficiarios del programa de acceso integral y uso de tierras en el marco de dicha reforma. A tal fin se emplea la metodología de Checkland, pasando de una situación problemática de carácter blando a una solución dura, mediante una adaptación del problema. Los resultados obtenidos demostraron que el modelo desarrollado concuerda con el modelo conceptual planteado.

12:29
Cloud Computing para la resolucion de un modelo de Decisiones Robustas en la Producción Agrícola.

ABSTRACT. El trabajo desarrolla un modelo que permite ayudar a los productores agrícolas a tomar mejores decisiones de asignación de cultivo, es decir ayuda a decidir que cultivar en el terreno disponible incorporando factores que aportan profunda incertidumbre relacionados con el clima y con los precios internacionales de los granos. El trabajo extiende la aplicación de un modelo de decisiones robustas ya presentado en encuentros pasados. Dicha extensión propone la consideración de múltiples estrategias posibles (asignaciones de cultivos) y a su vez múltiples escenarios. Estas incorporaciones al modelo implican la generación, almacenamiento, análisis y visualización de grandes volúmenes de datos. El objetivo de la presentación será mostrar como la utilización de tecnologías de cloud-computing son adecuadas para la implementación y resolución del modelo planteado.

12:51
Agricultural planning in sugarcane planting areas

ABSTRACT. The sugarcane harvesting process uses extensively mechanization that promotes rational and economical resources, increases operational efficiency and reduces environmental impact. On the other hand, the mechanized harvesting must be properly planned, starting with the preparation of the area intended for planting. In this paper, we propose a methodology for planning the division of the plantation area into rectangular plots and for their allocation in order to perform mechanized harvesting. The problem is represented as a two-dimensional cutting stock problem and is solved by the AND/OR graph method. The computational experiments were performed and the results are discussed.

11:45-13:15 Session 12D: Production - Mining Operations
Location: Auditorio 7
11:45
Modelación integrada de la operación mina-planta para la optimización de recursos
SPEAKER: Andres Perez

ABSTRACT. Se desarrolló un modelo que determina los beneficios de realizar una modificación de los parámetros de la tronadura mediante la simulación integrada de la tronadura, chancado y molienda SAG de una mina a cielo abierto, en función de parámetros técnico-operacionales. Para modelar la tronadura se utilizó el modelo de Kuz-Ram y se modificó a partir de los aportes del Crush Zone model del JKMRC. El chancador se modeló a partir de Whiten y White y la ecuación de Bond para calcular las variaciones del consumo energético y throughput. Se analizaron variaciones en los parámetros de la tronadura que tienen como consecuencia una variación del tamaño del material enviado a la planta, generando cambios en la tasa de alimentación, lo que se traduce en una variación en el requerimiento energético total. Los resultados del modelo indican considerables aumentos en el throughput, frente a pequeñas variaciones en los parámetros fundamentales de la tronadura.

12:07
Metodología para reducir el tamaño de la solución estocástica de un problema de planifcación minera

ABSTRACT. Considere un modelo para optimizar la planificación de largo plazo de una mina de cobre que incorpore la incertidumbre en el precio del mineral usando un árbol de precios estocásticos. La solución es una política para cada nodo del árbol de precios. La solución determinística del mismo problema, mucho más breve que la descrita, utiliza el valor esperado del precio del cobre en el horizonte. La solución del modelo estocástico contiene mucha información que un tomador de decisiones no puede interpretar en forma fácil o rápida. Para ello proponemos agrupar las múltiples soluciones del modelo estocástico, una por cada trayectoria de precios, de acuerdo a su similitud. El siguiente paso consiste en escoger un plan representativo de cada grupo y estos planes se comparan con la solución determinística. Este método permite explicar en forma práctica y breve las ventajas de la solución estocástica cuando se compara con la solución determinística.

12:29
Optimización estocástica de la planeación de la explotación minera de un depósito polimetálico

ABSTRACT. Se presenta un modelo para la planeación de la explotación de un depósito polimetálico, maximizando el valor presente de la cadena, desde el depósito hasta el mercado, y considerando la incertidumbre geológica y de precios de venta, durante la vida útil de la mina t. La optimización se abordó integrando Simulación de Montecarlo y Algoritmos Genéticos y, de forma multiobjetivo, maximiza el valor esperado del VPN y minimiza su riesgo. A diferencia de los modelos de bloques encontrados en la literatura, que usan n×t variables binarias, se usó una representación por conos de explotación que las disminuyó a t variables y eliminó n restricciones de secuencias de explotación, reduciendo considerablemente el costo computacional de la solución. El Modelo constituye una considerable amplitud del sistema en estudio, en el análisis del riesgo y en la resolución del mismo y permitirá que las empresas mineras planifiquen de manera más exitosa al incluir más complejidades e incertidumbres.

12:51
A two-stage stochastic model for open pit mine planning under geological uncertainty

ABSTRACT. An strategic mine plan is a production schedule of the mine that defines which area of a mining reserve will be extracted, when this extraction will take place, and how the extracted material will be treated or processed. In this work, we present a two-stage stochastic model for this problem, that consider the ore grade uncertainty of an ore body. In a first stage, the scheduling decision is taken, assigning an extraction period of each region of the mine. In a second stage, when the true ore grade is revealed, the model decides how to treat each individual block. Our proposed integer programming model can be reformulated as a large-scale precedence constrained knapsack problem, that can be (near-optimally) solved. We apply this model to a copper mine in Chile. Computational experiment shows that, in these data, the proposed two-stage stochastic model captures a 70% of the gap in between the wait-and-see and the deterministic solution, by providing more robust long-term mine plans.

11:45-13:15 Session 12E: Energy III
Chair:
Location: Sala 5
11:45
Impact Of Household Renewable Energy And Other Retailers On Optimal Energy Storage
SPEAKER: Jeremy Yee

ABSTRACT. This short paper considers the optimal management of a battery storage device for an electricity retailer exposed to household renewable energy generation and other retailers who also trade in the wholesale electricity market. This paper provides a numerical solution for the resulting stochastic control problem.

12:07
Búsqueda dispersa para la optimización de un sistema de generación distribuida

ABSTRACT. Este trabajo presenta un metaheurístico basado en búsqueda dispersa (scatter search - SS) para la determinación del precio del contrato de venta, la ubicación y el tamaño de unidades de generación distribuida (distributed generation - DG) en sistemas de distribución de energía eléctrica. En el modelo del sistema se considera la intervención de dos agentes con objetivos diferentes. El primero, el propietario de la DG, busca maximizar su ganancia al vender la energía a la red de distribución, y el segundo, el operador de la red de distribución, busca minimizar el costo de atender la demanda de energía de la red para lo cual puede decidir entre comprar la energía del generador distribuido o de la red de transmisión. La SS fue evaluada en dos sistemas clásicos de distribución de 34 y 85 barras. Al comparar los resultados obtenidos por la SS con los resultados de un algoritmo genético (AG), se evidencia que la SS encuentra mejores resultados que el AG en tiempos de cómputo muchos menores.

12:29
The Economic Effects of Interregional Trading of Renewable Energy Certificates in the WECC

ABSTRACT. In the U.S., individual states enact Renewable Portfolio Standards (RPSs) for renewable electricity pro- duction with little coordination. Each state imposes restrictions on the amounts and locations of qualify- ing renewable generation. Using a co-optimization (transmission and generation) planning model, we quantify the long run economic benefits of allowing flexibility in the trading of Renewable Energy Cred- its (RECs) among the U.S. states belonging to the Western Electricity Coordinating Council. We charac- terize flexibility in terms of the amount and geographic eligibility of out-of-state RECs that can be used to meet a state’s RPS goal. Although more trade would be expected to have economic benefits, neither the size of these benefits nor the effects of such trading on infrastructure investments, CO2 emissions and energy prices have been previously quantified. We find that up to 90% of the economic benefits are cap- tured if approximately 25% of unbundled RECs are allowed to be acquired from out of state. Further- more, increasing REC trading flexibility does not necessarily result in either higher transmission invest- ment costs or a substantial impact on CO2 emissions. Finally, increasing REC trading flexibility decreases energy prices in some states and increases them elsewhere, while the WECC-wide average energy price decreases.

12:51
Distributionally robust unit commitment with n − 1 security criteria
SPEAKER: David Pozo

ABSTRACT. We propose a two-stage stochastic and distributionally robust modeling framework for the unit commitment problem with supply uncertainty. Based on the availability of the information on the distribution of the random supply, we consider two specific models: (a) a moment model where the mean values of the random supply variables are known, and (b) a mixture distribution model where the true probability distribution lies within the convex hull of a finite set of known distributions. In each case, we reformulate these models through Lagrange dualization as a semi-infinite program in the former case and a one-stage stochastic program in the latter case. We solve the reformulated models using sampling method and sample average approximation, respectively. The proposed robust unit commitment models are applied to an illustrative case study, and numerical test results are reported in comparison with the two-stage non-robust stochastic programming model.

11:45-13:15 Session 12F: RED-M - Multi-objective II
Location: Auditorio 6
11:45
Diseño de cadenas de abastecimiento no jerárquicas con métodos de solución multi-objetivo bajo principios de sostenibilidad y riesgo
SPEAKER: Laura Sotelo

ABSTRACT. El objetivo de este trabajo es determinar el diseño óptimo para una cadena de suministro de tres eslabones de acuerdo a consideraciones económicas, ambientales y de riesgo. Se plantea un modelo de programación entera mixta que busca simultáneamente: 1. Minimizar el costo total del transporte y uso de los nodos intermedios; 2. Minimizar las pérdidas de producto en el transporte como factor de riesgo; 3. Minimizar el impacto ambiental por emisiones de CO2 en cada una de las conexiones y nodos. El modelo contempla decisiones de transporte entre los eslabones de la cadena, de forma que se satisface la demanda y se decide la cantidad que debe ser recuperada para ser reinyectada en el proceso de producción. El modelo se resuelve utilizando un método exacto para calcular soluciones que pertenecen a la frontera de Pareto. Experimentos en instancias aleatorias demuestran que los objetivos estudiados se oponen y que el problema es de interés para la industria y la academia.

12:07
Multi-Objective Optimization over a Set of Convex Sub-Problems

ABSTRACT. During the last decades multi-objective optimisation (MO) has attracted the interest of many researchers and many approaches to solve MO problems have been proposed since then. Most of these approaches have been focused on continuous linear and non-linear problems while mixed integer MO problems have received only little attention. In this paper we propose a method to solve mixed-integer non-linear problems for which the sub-problems obtained when fixing the integer variables are convex non-linear problems. Instead of generating a large set of efficient solutions for each sub-problem instance our method exploits the convexity property of the sub-problem and finds a set of efficient solutions for the main problem in less time as it requires fewer objective function evaluations. This investigation is motivated by a problem arising in optimisation for radiation therapy called the beam angle optimisation problem.

12:29
Simulation/Optimization framework for multiobjective evaluation of ambulance location in emergency medical systems.

ABSTRACT. This work presents a simulation/optimization framework to solve the ambulance location problem in Emergency Medical Systems (EMS), considering some probabilistic elements and using a multiobjective perspective. We consider three objectives: maximize the expected coverage, minimize the average service time and minimize the number of sites needed to operate the system. Probabilistic elements are: service time at incident location, inter-arrival time of emergency calls and travel time between the site of the incident and the ambulance location. The framework comprises a multiobjective search mechanism, in this case a Pareto Archived Evolutionary Strategy, which evaluates the solutions using a discrete event simulation model that represents the operation of the EMS. Using this framework it is possible to obtain an approximation of the Pareto frontier and compare the trade-off between the objectives to support the decision of geographical deployment of ambulances in the operational bases.

13:15-14:45Lunch Break
14:45-15:45 Session 13A: Keynote Session

João Carlos Clímaco, Universidade de Coimbra, RED-M Keynote.

Multi-­Criteria Analysis in Sustainability Assessment

Location: Sala Colorada
14:45-15:45 Session 13B: Keynote Session

Roman Słowiński, Poznań University of Technology

Constructive learning of preferences with robust ordinal regression 

Location: Aula Magna Centro de Extensión
15:45-16:15Coffee Break
16:15-18:00 Session 14A: Mathematical Programming : Queueing and Data Analytics
Location: Sala Matte
16:15
An exact method for the solution of highly degenerate clustering problems

ABSTRACT. We consider the clustering of objects under some classical criteria that satisfy three properties. The Minimax diameter clustering problem and the Maximum split clustering problem are two criteria with the required characteristics. Our algorithm exploits the high degeneracy of these problems to solve to optimality smaller problems subject to a reduced sample. A simple heuristic proves the global optimality associated with the current sample or finds an object to enlarge it, in an iterative fashion. The algorithm is capable of handling and solving problems that are two orders of magnitude larger than those tractable by other exact methods, and even scales much better than classical agglomerative algorithms, which are heuristic, as it consumes only limited amounts of RAM.

16:36
Estimação de dados faltantes em matrizes de distâncias utilizando técnicas de posto reduzido

ABSTRACT. Matrizes de Distâncias Euclidianas (MDE) são matrizes cujas entradas representam o quadrado das distâncias entre pontos de um espaço Euclidiano. Tais matrizes aparecem naturalmente em diversas aplicações e um problema que surge com frequência é a falta, ou a incerteza, sobre algumas entradas da MDE. Em várias situações se conhece apenas um subconjunto de todas as distâncias e deseja-se obter uma estimativa para as distâncias faltantes. Neste contexto, o presente trabalho propõe a aplicação de uma abordagem recente para o preenchimento de matrizes, conhecida como aproximação de posto reduzido, para a estimação de dados faltantes em MDE. A abordagem explora a matriz de produtos internos (Matriz de Gram) associada à MDE, pois, em geral, o posto da Matriz de Gram é menor que o posto da MDE, o que facilita a aplicação dos métodos de posto reduzido. Através de experimentos numéricos, mostramos que é possível estimar MDE’s com até 95% de dados faltantes, com erro relativo da menor que 10E-6.

16:57
On the waiting time in a discrete model for optical signals with geometrical interarrival and general service time distributions

ABSTRACT. Optical signals cannot be stored in a buffer at a node at their transmission. If at the node there is at least one signal the new ones are sent to delay lines and the next attempt for transmission is possible after having passed the delay line. This situation is described as a cyclic-waiting queueing system where the service starts at the moment of arrival or at moments differing from it by the multiples of a given cycle time T. A discrete time probability model is proposed to describe the functioning of such system in the case of geometrical interarrival and general service time distributions, i.e. we consider a discrete time queueing system of Geo/G/1 type with some restriction. We introduce a Markov chain whose states correspond to the waiting time (in the sense that it is the number of actual state multiplied by T) at the arrival time of customers and find the distribution of waiting time and its meanvalue, and the stability condition for the system.

17:18
The ordered weighted average subtraction

ABSTRACT. The ordered weighted average subtraction (OWAS) is an aggregation operator that provides a parameterized family of aggregation operators between the minimum and the maximum subtraction in a set of subtractions. The OWAS operator allows dealing with aggregation systems that have subtraction processes in the analysis. Some basic cases with one or more subtractions are considered. A wide range of particular cases are considered including the average subtraction, the median subtraction and the centered OWA subtraction. This approach can be applied in a wide range of applications that deal with aggregations and subtractions including the calculation of the average profits of enterprises and institutions that implicitly brings subtractions between incomes and costs. Some other extensions are considered with generalized means and moving averages forming the generalized ordered weighted average subtraction (GOWAS) and the ordered weighted moving average subtraction (OWMAS).

17:39
Generalized Linear-Fractional Programming and estimation of structural EIV linear regression models
SPEAKER: Michal Cerny

ABSTRACT. Statistical estimators can be often formalized as optimization problems (such as least-squares or max-likelihood). We discuss our new estimator (with M. Hladik) for a certain class of errors-in-variables (EIV) regression models based on generalized linear-fractional programming (GLFP). Under some assumptions, the following modification of Total Least Squares (TLS) yields a consistent estimator: the Frobenius norm in TLS is replaced by the Chebyshev norm. The computation of the estimator then reduces to a family of GLFPs. We illustrate the theory by the geometry behind the Chebyshev-TLS, where the main tool is the Oettli-Prager Theorem. We focus on the case when the signs of regression parameters are assumed to be known; then a single GLFP suffices. Since GLFPs are efficiently solvable by IPMs, this case is useful for very large datasets and a high number of regression parameters, occurring e.g. in model-selection applications.

16:15-18:00 Session 14B: Logistic and Transportation : Public Transportation II
Location: Sala Colorada
16:15
A Stochastic Petri Net model for the Mass Public Transportation System of Bogotá (Colombia)

ABSTRACT. This research studies the bus system of the TransMilenio Mass Public-Transportation System (MPTS) in the city of Bogotá, Colombia. As of today, the system is close to saturation as buses fill up their dedicated lanes and queue in front of the stations. This work focuses on the performance measures related to the arrival, service and departure processes of buses at the MPTS stations. The system of buses/stations is modeled with a Stochastic Petri Net (SPN) that maps into a Continuous Time Markov Chain (CTMC). The SPN model allows a compact representation of the complex queueing system and the CTMC allows the calculation of steady state probabilities and standard indicators such as queue length, sojourn times and lead times. Data was collected at one of the MPTS stations during rush hour was used to parameterize the model. The model was used to study alternative configurations at the station, and results suggest that changes in layout can reduce the bus queue times.

16:36
Un modelo de programación matemática para la optimización de líneas de metro

ABSTRACT. En este trabajo se aborda el problema de optimizar el funcionamiento de las líneas en una red de metro previamente establecida. Para ello han de tomarse decisiones relativas a la planificación de los horarios de los distintos trenes a su paso por las diferentes estaciones, así como a las características técnicas de los mismos, como son capacidad o velocidad del tren. Adicionalmente, hay varios aspectos que han de ser considerados, tales como la existencia de estaciones de transbordo o de subcircuitos dentro de una misma línea. El objetivo es la minimización de costes, entre los que se contemplan tanto los costes derivados de la puesta en marcha de los trenes como las recompensas derivadas del transporte de pasajeros (entendidos como costes negativos). El problema es formulado como un problema de programación entera mixta y resuelto de forma iterativa mediante un algoritmo ad hoc.

16:57
Diseño óptimo de servicios expresos considerando restricción en paraderos

ABSTRACT. Esta investigación consiste en encontrar una solución óptima, o al menos factible, al problema de diseño de servicios expresos considerando tanto las restricciones de capacidad que existen en los buses, así como la capacidad que presentan los paraderos para servir a buses. Para esto se utilizó un problema de optimización, además de diferentes heurísticas que permiten encontrar en primer lugar una solución factible al problema si existiera, y luego buscar la optimalidad.

17:18
Redes espacio-tiempo para itinerario de fiscalización de la evasión en buses de Transantiago.
SPEAKER: Luis Trujillo

ABSTRACT. Desde sus inicios, la evasión del pago ha sido un problema relevante para Transantiago. En este artículo se reporta un trabajo conjunto con un operador de buses del sistema, en base a dos líneas de acción: (i) atacar la evasión en la totalidad de servicios que maneja la compañía y sus paraderos, con inspectores fiscalizando en paraderos durante turnos definidos, (ii) controlar la evasión en un sólo servicio y sus paraderos asociados, con inspectores que pueden controlar tanto en paradas como en buses. En ambos casos, el objetivo es rutear eficientemente a los inspectores, buscando maximizar el ingreso proveniente del pago recuperado de potenciales evasores. Se utilizan enfoques de programación entera mixta basados en redes expandidas en espacio-tiempo, para obtener el itinerario de los inspectores. Se proponen dos formulaciones alternativas: una mediante modelos de flujo en redes, y otra usando una heurística basada en generación de columnas.

17:39
Control de una línea de metro mediante ajustes de velocidad y retención de trenes
SPEAKER: Carlos Bueno

ABSTRACT. Este trabajo presenta un modelo de programación matemática que controla la operación de una línea de Metro minimizando el costo social generado por el consumo de energía y por los tiempos de espera y de viaje de los usuarios. Para minimizar este costo se consideran tres estrategias: ajuste a la velocidad, retención de trenes y dosificación de ingreso de pasajeros a los trenes. El modelo considera un horizonte móvil de predicción con base en la información perfecta respecto de las tasas de llegada de los usuarios a las estaciones y de la posición actual de los trenes. El modelo es evaluado mediante simulación aplicando sólo las estrategias de control de velocidad y retención de trenes obteniendo reducciones del costo social de hasta el 20%. A pesar de que la velocidad promedio de los trenes cae levemente, el exceso en tiempo de viaje disminuye en más de 70%. Se concluye que es posible reducir simultáneamente el costo de energía y el tiempo de viaje de los usuarios en forma sustantiva.

16:15-18:00 Session 14C: OR in Agriculture II
Location: Auditorio 1
16:15
Estudio de viabilidad técnico-financiero para el montaje y puesta en marcha de una planta piloto para el aprovechamiento agroindustrial del mango en el departamento del Tolima.

ABSTRACT. Este articulo presenta una estrategia para diseñar y validar técnica y financieramente la puesta en marcha de una planta piloto para el aprovechamiento agroindustrial y ecoeficiente de los volúmenes no comercializados en fresco del Mango en el departamento del Tolima. la metodología implementada se enfoca en la utilización de simulación de eventos discretos en el software SIMIO para el modelamiento de toda la logística de producción de jugo, mermelada y pulpa de mango. Los resultados están enfocados en obtener todo el soporte técnico de la producción, la cantidad de tecnología requerida en cada etapa del proceso, así como los insumos y el personal requerido. los resultados son satisfactorios teniendo en cuenta las contracciones de la demanda y los diferentes escenarios de aceptación de los productos en el mercado local y regional.

16:36
The Price-collecting vehicle routing problem applied to a real milk collection problem

ABSTRACT. En este trabajo, introducimos un problema real de recolección de leche en Chile. Una compañía procesadora, necesita recolectar este suministro para elaborar sus productos. Para ello, dispone de una flota heterogénea de vehículos. Los productores de leche, que están ubicados en una amplia zona geográfica al sur del país, proveen el insumo principal para la elaboración diaria. La empresa compra sólo las cantidades de esta materia prima que puede procesar, por lo que los vehículos solamente recolectan la leche necesaria. Se busca determinar rutas eficientes de recolección para los vehículos, cumpliendo con las cantidades mínimas requeridas y minimizando los costos de transporte. Proponemos un modelo de programación entera, resolviendo la instancia real con un algoritmo de branch-and-cut.

16:57
Modelo de coordinación de abasto para la red de producción-distribución de café orgánico mediante políticas de Inventario Gestionado por el Vendedor (VMI)

ABSTRACT. En una red de suministro agrícola que opera bajo principios de asociatividad, los productos extraídos en las fincas pueden ser enviados a destinos de transformación descoordinadamente. Esto representa un problema de desempeño de la red de suministro; tiene un impacto en los costos logísticos y afecta el ingreso percápita de los campesinos por las variaciones diarias del precio de los productos en el mercado, tema poco abordado en la literatura. Se propone en éste estudio evaluar un sistema de gestión de abasto tras la prueba de dos escenarios de Inventario Gestionado por el Vendedor, los cuales están representados por modelos matemáticos. Los escenarios dependen de quién asume los costos de mantener inventario y los valores base para la negociación del producto. El modelo es validado en una asociación colombiana productores de café orgánico, en el marco del comercio justo y se concluye que un escenario de baja frecuencia de envíos representa el menor costo y el mejor ingreso percápita.

17:18
Uso da análise de redes sociais no estudo de mudanças estruturais na agricultura: o caso da região do Matopiba no Brasil

ABSTRACT. A região do Matopiba, formada por 31 microrregiões que reúnem partes de quatro estados do Brasil, é uma área de rápido crescimento da produção agrícola. Foram feitos diversos estudos sobre a evolução da agricultura na região, considerando 65 produtos (incluindo animais e vegetais). Interessa identificar a evolução conjunta de vários produtos. A análise de redes sociais (ANS) foi usada como método auxiliar para obter informação sobre mudanças na estrutura da produção agrícola no caso multiproduto. A ANS tem enriquecido a teoria de grafos tradicional com novos conceitos que, por sua vez, têm levantado diversos problemas de otimização combinatória e exigido novos algoritmos. No caso, as 31 microrregiões formaram o conjunto de nós. Em cada ano, e para cada produto, dois nós foram unidos por uma aresta se o produto apareceu em ambas as microrregiões. Resultaram redes com laços e multiarestas que revelaram aspectos estruturais da agricultura na região até então desconhecidos.

17:39
Modelo para la planificación óptima de la producción y deshidratación de hierbas medicinales y aromáticas

ABSTRACT. Se presenta el diseño de un modelo matemático de Programación Lineal (PL), para el apoyo de la gestión de operaciones de deshidratado de tres hierbas aromáticas y medicinales, utilizando como fuente de energía biogás. El modelo incluye variables relacionadas a la planificación de la producción y compra de materia prima, la deshidratación y almacenamiento temporal del producto terminado, con el objetivo de minimizar el costo total. Fue probado utilizando datos obtenidos de revisiones y proveídos por un potencial cliente y un productor con una finca agrícola en Areguá, Paraguay. La planeación a corto plazo permite la utilización de los recursos con mayor eficiencia al calcularse la cantidad de parcelas a destinar a cada materia prima, las horas hombres, horas máquinas y recursos asociados que se requerirán por periodo. El costo mínimo obtenido para la planificación de 72 meses es de USD 43.181, con la satisfacción del 25% de la demanda, y utilizando 51% de la capacidad de deshidratado.

16:15-18:00 Session 14D: Production - Production Planning
Location: Auditorio 7
16:15
Production Planning and Scheduling Optimization Model for glass industry

ABSTRACT. Based on a case study, this paper deals with the production planning and scheduling problem of the glass container industry. This is a facility production system that has a set of furnaces where the glass is produced in order to meet the demand, being afterwards distributed to a set of parallel molding machines. Due to huge setup times involved in a color changeover, manufacturers adopt their own mix of furnaces and machines to meet the needs of their customers as flexibly and efficiently as possible. In this paper we proposed an optimization model that maximizes the fulfillment of the demand considering typical constraints from the planning production formulation as well as real case production constraints such as the limited product changeovers and the minimum run length in a machine. The complexity of the proposed model is assessed by means of an industrial real instance.

16:36
A General Integrated Lot Sizing and Cutting Stock Problem

ABSTRACT. In several production processes, the cutting stock problem and the lot-sizing problem are performed sequentially. However, these problems are usually treated separately, which facilitates their understanding and applicability, but usually generates a suboptimal overall solution. In order to capture different aspects found in different industrial environments, a general integrated problem is proposed. The model considers the integration of three levels, which are the production of the objects, the cutting of the objects in pieces and the assembly of the pieces into final products. At Level 1 and Level 3 a capacitated lot-sizing problem with setup is modeled and, at Level 2 a multi-period capacitated cutting stock problem is formulated. The main classification of the literature is organized around 2 aspects: integration across periods and integration between production levels. A preliminary computational experiment using randomly generated data is realized.

16:57
Gerenciamento de recursos para programação da produção de produtos perecíveis em um ambiente de múltiplas linhas

ABSTRACT. Nesse artigo estudamos um problema de planejamento da produção motivado por uma indústria alimentícia que produz carnes embaladas. A indústria é caracterizada pela perecibilidade dos produtos, sequenciamento dos lotes e pela necessidade da sincronização de recursos escassos para operação das linhas de produção. Em indústrias desse ramo existem altos custos associados a estocagem a fim de evitar a deterioração dos itens, de modo que é essencial a otimização dos processos industriais visando a minimização dos custos. Formulamos o problema por meio de um modelo de programação inteira mista e analisamos duas abordagens para tratar o aspecto da perecibilidade por meio de testes computacionais.

17:18
Line balancing with heterogeneous products: a two-step formulation to minimize number of stages in the whole system of lines

ABSTRACT. The paper addresses the Mixed-model Assembly Line Balancing Problem on an audio amplifier factory with objective of minimizing total number of stages. Two characteristics make it different from classic problems: several assembly lines are optimized as a whole; and products are heterogeneous, so converting precedence diagrams in a joint one is unrealistic. A two-step formulation is proposed: first, cycle times are minimized for each product and all possible number of stages; and a global optimization (with data from first model), where configurations of the lines are chosen to minimize the total number of stages. Data from 24 products, 4 lines and 337 tasks were collected on the factory. Results were obtained in 26.5 seconds and promoted a reduction of 44.8% of the stages. The paper impacts literature exploring particularly the optimization of a whole sector, without necessity of joint precedence graphs; and also the company, reducing meaningfully the number of stages used.

17:39
Planificación jerárquica de la producción con demanda estacional y distribución uniforme

ABSTRACT. La planificación jerárquica de la producción es una metodología empleada para sincronizar las decisiones a nivel táctico con aquellas más detalladas a nivel operacional. En este artículo se presentan diferentes modelos de optimización para una estructura jerárquica conformada por tres niveles, tomando en cuenta aspectos del proceso productivo y de la cadena de suministro. El primer modelo trata un problema de planificación agregada de producción con demanda estacional bajo incertidumbre utilizando la programación estocástica con recurso multi-etapa, determinando el plan maestro de producción. Un segundo modelo determinista desagrega las decisiones a nivel de detalle por familia de productos, que en un tercer modelo determina los volúmenes a elaborar y distribuir por cada producto final y tipo de cliente. Estos modelos son aplicados a un caso de estudio de artículos de escritorio obteniendo resultados que muestran la pertinencia y validez de la metodología propuesta.

16:15-18:00 Session 14E: Transportation: Extensions in Vehicle Routing Optimization
Location: Sala 5
16:15
Generación de columnas para un problema de ruteo e inventarios para la gestión de una red de cajeros automáticos
SPEAKER: Pablo A Rey

ABSTRACT. Este trabajo presenta un enfoque de programación entera mixta para resolver un problema de inventory-routing en relacionado con la planificación de reposición de dinero en una red de cajeros automáticos. El problema estudiado es distinto de otros trabajos en la literatura, ya que considera la posibilidad de faltante de efectivo en los cajeros (quiebres de inventario), los cuales son penalizados. Bajo supuestos de demanda determinista y consumo homog\'eneo del dinero a lo largo de los periodos, se propone un esquema de generacion de columnas. Se formula el problema maestro restringido que incluye variables estáticas relativas a los niveles de dinero en los cajeros y a los faltantes, mientras que las variables correspondientes a la selección de rutas y sus instantes de inicio, son generadas de manera dinámica. Los subproblemas de generación de columnas son resueltos con un modelo de programación entera mixta. Resultados preliminares muestran que el enfoque es factible.

16:36
Uma Heurística Híbrida para Problemas de Roteamento de Veículos com Dimensionamento de Frota Heterogênea e Múltiplos Depósitos

ABSTRACT. Este trabalho trata o Problema de Roteamento de Veículos com Dimensionamento de Frota Heterogênea e Múltiplos Depósitos (PRVDFHMD). O PRVDFHMD é NP-difícil pois é uma generalização do Problema de Roteamento de Veículos (PRV), onde os clientes são atendidos por uma frota heterogênea de veículos com capacidades e custos distintos e mais de um depósito está disponível. Para resolver o problema é usada uma abordagem híbrida, baseado na meta-heurística Iterated Local Search, que faz uso de um método exato baseado no Problema de Particionamento de Conjuntos para incorporar memória ao algoritmo heurístico. Para verificar esta eficiência, esta é testada em problemas-teste da literatura. O algoritmo desenvolvido obtive valores melhores ou iguais aos melhores resultados conhecidos em diversos problemas. Estes resultados mostram que o algoritmo desenvolvido produz soluções finais de alta qualidade quando comparados com os algoritmos da literatura.

16:57
Una Búsqueda Tabú Granular para el Problema de Ruteo de Vehículos con Ventanas de Tiempo y Flota heterogénea: Aplicación en una empresa de consumo masivo.

ABSTRACT. El Problema de Ruteo de Vehículos con Ventanas de Tiempo y flota Heterogénea (HVRPTW) es una variante del clásico CVRP, donde se considera adicionalmente que los clientes solo pueden ser visitados en un bloque de tiempo dado, y que los vehículos tienen diferente capacidad. La solución consta de un algoritmo heurístico de dos fases, la primera encuentra una solución inicial factible; en caso de no ser posible el problema se relaja iterativamente hasta encontrar una solución que cumpla con las condiciones relajadas. El algoritmo de la segunda fase corresponde a una Búsqueda Tabú de espacios Granular, con vecindarios penalizados dinámicamente con respecto a la violación de la capacidad del vehículo y las ventanas de tiempo del cliente. Se presenta el caso real de una multinacional en Colombia dedicada a la distribución de bebidas de consumo masivo. Adicionalmente se evalúa el algoritmo con instancias de la literatura.

17:18
Vehicle Routing Problem with Fuel Consumption Minimization: a Case Study

ABSTRACT. In this paper we present the development of a Vehicle Routing Problem model geared towards fuel consumption reduction. We also present an application of the model on the daily scheduling of the collecting trucks from CORESO, a cooperative for recycling based on the city of Sorocaba, SP. Results show that routes obtained with the model can bring a significant reduction on fuel comsuption, with a neglegible impact in journey time, when compared with models focused on journey time reduction.

17:39
Um Algoritmo Genético para o Problema de Roteirização de Veículos com Frota Heterogênea e Coleta e Entrega Separada

ABSTRACT. This work presents a Genetic Algorithm (AG) for solving the Vehicle Routing Problem (VRP) with a heterogeneous fleet and pickup and delivery separated. The problem tries to generate the most economical route to efficient use of the available fleet. The case study shows a particular situation of VRP, where pickup and delivery of passengers are carried at separate times. In the AG, three different crossover operators are tested in the search for better results. In the case study, the algorithm was capable of solving the problem in a short time space, using efficiently the fleet and fulfilling all requests of visit. The instances of the problem belong the Social Development and Employment Department of Ceará State.

16:15-18:00 Session 14F: Marketing II
Location: Auditorio 6
16:15
A multivariate approach for associating products to points of sale in the indirect distribution channel

ABSTRACT. Structured methods aimed at selecting the appropriate product mix to be offered to each point of sales are of utmost importance for firms that work in the indirect channel. This paper proposes a quantitative-based approach for selecting the recommended product mix to be directed to the POS based on products and customers’ patterns. For that matter, products and customers are grouped based on their features and their levels of relationship are identified. The proposed method relies on Multivariate Analysis techniques that allow the reduction of the number of variables describing product and customers’ features, and clustering techniques to group products and customers according to their similar behavior. When applied to an indirect distribution channel of a multinational company from the food and agricultural commodities sector, the method effectively clustered products and customers with similar patterns; such results were validated by company’s historical data and experts’ assessment.

16:36
The effect of online reviews and ratings on assortment planning

ABSTRACT. Online reviews and ratings of products, like Amazon’s five star rating system, have become an increasingly common practice over the last years. This fact has encouraged the development of a vast literature regarding this topic. In this work we study the effect of online reviews and ratings on assortment planning. For this, we consider a retailer facing a sequence of customers that purchase products offered to them, and reveal their quality to future consumers. Given this information, the retailer, who can only offer a limited amount of products, has to decide on which set of alternatives to display. We approach this problem looking for ways in which the retailer can influence the outcome, namely the customers’ purchase decisions and therefore the revenue obtained.

16:57
Estudio del Comportamiento de Clientes de un Club de Beneficios en una Tienda de Retail

ABSTRACT. En mercados de alta competitividad, muchas empresas crean clubes de beneficios con el anhelo de aumentar la lealtad de sus clientes. En este trabajo estudiamos el comportamiento de los clientes de un club de beneficios de una tienda de retail respecto de sus comportamientos de compra y canje de beneficios. Se utiliza un modelo Tobit II Jerárquico Bayesiano para describir las decisiones de incidencia y monto de compra, analizando (i) la aceleración del comportamiento en función de la distancia al canje, (ii) ajuste en comportamiento posterior al canje, (iii) influencia del tipo de canje (hedónico o utilitario) en aceleración y ajuste posterior. Los resultados confirman aceleración, reseteo posterior al canje, y evidencian la influencia del tipo de canje en estos comportamientos. Finalmente, se estudia la elección de tipo de canje utilizando un modelo Mixed Logit que permite establecer que a mayor esfuerzo requerido para el premio aumenta la probabilidad de escoger productos hedónicos.

17:18
Diseño territorial para el área de ventas de una empresa de televisión por cable

ABSTRACT. El particionamiento territorial consiste en agrupar unidades básicas en un número dado de grupos geográficos más grandes, denominados territorios. El problema de particionamiento territorial en este trabajo se modela como un problema de la p-mediana, en donde se analiza una zona determinada de una empresa de televisión por cable en México compuesta de 79 unidades básicas definiendo 12 territorios para la mejora del servicio de ventas. Tomando en cuenta los resultados obtenidos en este primer análisis se espera que en trabajos posteriores se profundice en el diseño territorial para balancear las cargas de trabajo así como los ingresos captados por cada territorio.

17:39
The Effects of Retail Marketing Actions on Store Traffic: Models with Inter-arrival Customer Data

ABSTRACT. Retail managers often implement promotions and later wish to measure their performance. If customer traffic to the store is a measure of performance, then it is of interest to learn if a promotion increases this traffic. To assess the effects of promotions on traffic, our approach uses traffic in the form of times between consecutive arrivals. A successful promotion shortens inter-arrival times. Our approach builds a baseline by predicting inter-arrival times during the promotion as if the promotion had not taken place. To evaluate the effect of the promotion, we compare these predictions with the actual observed times between arrivals during the promotion. We use one-hour intervals within a day, day of the week, week of the month and month indicators to obtain predictions of time between consecutive arrivals. We propose graphical tools to help visualize the effect of a promotion on traffic. An illustration of the approach uses data from video images captured at a store’s entrance