DESENVOLVIMENTO DE MODELOS E ALGORITMOS PARA RESOLUÇÃO EFICIENTE DE PROBLEMAS DE OTIMIZAÇÃO COMBINATÓRIA

Descrição

Este projeto de pesquisa dedica-se ao estudo e desenvolvimento de modelos matemáticos e algoritmos avançados para a resolução de Problemas de Otimização Combinatória (OC), fundamentais para a tomada de decisão em setores logísticos, industriais e financeiros. Dada a natureza NP-difícil de muitos desses problemas, onde o espaço de soluções cresce exponencialmente, a investigação foca na criação de métodos que equilibrem eficiência computacional e qualidade das soluções, tanto em ambientes determinísticos quanto sob incerteza. O objetivo central é prover ferramentas robustas para problemas de relevância prática, como roteamento de veículos, escalonamento da produção (scheduling), localização de facilidades e otimização de portfólios. Especificamente, busca-se: Modelar matematicamente estruturas complexas de alocação de recursos e capital; Desenvolver e aprimorar algoritmos exatos (baseados em Branch-and-Bound e decomposição) e/ou (meta-)heurísticos (como GRASP, VNS, ILS e Algoritmos Genéticos). Integrar técnicas de Simheurísticas e Otimização Robusta para tratar variabilidades de demanda, custos e tempos de processamento. A pesquisa adota uma abordagem estruturada em quatro etapas: i) Formulação e modeloagem de problemas; Implementação de técnicas otimização puras ou com integração de técnicas de simulação e/ou aprendizado de máquina; Uso de linguagens como C++, Python ou Julia e resolvedores de alto desempenho (e.g., Gurobi, CPLEX, SCIP) para testes em benchmarks da literatura e/ou bases de dados reais; e Avaliação de métricas de desempenho, estabilidade e resiliência das soluções geradas. Além do avanço no estado da arte acadêmico, o projeto visa a criação de softwares e sistemas de apoio à decisão passíveis de registro (INPI). Como potenciais benefícios, é possível citar: a redução de custos operacionais e aumento da eficiência produtiva; a otimização do uso de recursos (energia, matéria-prima) e redução de desperdícios; a melhoria nas condições de trabalho através de planos operacionais e escalas laborais mais equilibradas; entre outros.