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Disciplina

Modelos de Simulação e Otimização de Sistemas

Área

Ciências e Modelação de Terra > Ciências e Modelação de Terra

Activa nos planos curriculares

LEME 2021 > LEME 2021 > 1º Ciclo > Área Principal > Modelos de Simulação e Otimização de Sistemas

Nível

100% de avaliação contínua

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

Aula Teórica (T): 1.5 h/semana

Aula de Laboratório (PL): 1.5 h/semana

Trabalho Autónomo: 126.0 h/semestre

Créditos ECTS:

Objectivos

Conhecer e aplicar metodologias de apoio aos processos de decisão resumidos nas fases: 1) Definição do problema de decisão; 2) Formulação dos respectivos modelos de simulação e / ou optimização; 3) Aplicação de métodos / procedimentos numéricos (algoritmos) para resolver os problemas matemáticos descritos em 2); 4) Validação e implementação de modelos. A unidade curricular é uma introdução computacional e orientada a aplicações de modelagem de sistemas complexos, desenvolvendo e resolvendo modelos de simulação e / ou optimização. As ferramentas e técnicas de modelagem abordadas incluem simulação discreta, optimização linear, de redes de fluxo, discreta e não linear, análise de sensibilidade e pós-otimalidade e métodos de decomposição de sistemas de grande escala.

Programa

Parte 1: Modelos de Simulação (discreta) Conceitos de simulação discreta; Abordagens de modelagem em simulação discreta; modelos baseados em eventos (2 Fases) e ciclos de atividades (3 Fases); Concepção e implementação dos modelos; Selecção das distribuições de probabilidade de variáveis aleatórias; Amostragem de distribuições de probabilidade: geração de variáveis aleatórias com distribuições uniformes e não uniformes. Análise estatística dos resultados de conjuntos de replicações do modelo de simulação; Plano de experiências e optimização. Parte 2: Modelos/Problemas e Métodos/Algoritmos de Otimização Modelos de otimização linear; Modelos de otimização inteira e inteira mista; Modelos de otimização não linear; Métodos do Simplex, Métodos de Pontos Interiores, Decomposições de Dantzig-Wolfe e de Benders. Algoritmos exatos de otimização inteira e inteira mista, Metaheurísticas/Algoritmos de otimização estocástica. Algoritmos de otimização não linear irrestrita e restrita.

Metodologia de avaliação

100% de avaliação contínua

Pré-requisitos

Cálculo Diferencial e Integral I, Álgebra Linear, Fundamentos de Programação, Probabilidades e Estatística

Componente Laboratorial

O desenvolvimento dos projetos pressupõem a utilização de softwares comerciais bem como o desenvolvimento de rotinas de implementação de algoritmos.

Princípios Éticos

Todos os membros de um grupo são responsáveis pelo trabalho de grupo. Em qualquer avaliação, todo aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.

Componente de Programação e Computação

Os exemplos de aplicação e os projetos a serem desenvolvidos utilizarão as seguintes ferramentas computacionais: Parte 1: Softwares de simulação ARENA, ExtendSim, Simul8 Parte 2: Python, MATLAB, GAMS e AMPL A componente computacional terá um peso de 50%.