Localização de servidores e projeto de redes com custos de interdependência e congestionamento

by Miranda Junior, Gilberto de

Neste trabalho, formulações de programação matemática são desenvolvidas para modelos de localização, modelos de projeto de redes congestionadas e a integração de ambos. Problemas de localização e de projeto de redes surgem em diversas aplicações das áreas de Ciência da Computação, Engenharia e Economia. Até hoje, tais problemas não podem ser resolvidos eficientemente, daí a principal motivação do trabalho. Estabelecida a relevância de tais problemas, tenta-se expandir as fronteiras de solução dos mesmos, utilizando-se formulações de fluxos e decomposição de Benders. O principal objetivo é solucionar programas lineares inteiros mistos de grande escala como Quadratic Assignment Problem e Uncapacitated Hub Location Problem, e também atacar programas não lineares inteiros mistos de grande escala. Extensa experimentação computacional foi conduzida, e os resultados são analisados e discutidos, tornando possível avaliar a qualidade da aproximação proposta. As principais contribuições deste trabalho são uma nova formulação de fluxos para o Quadratic Assignment Problem que tem um limite de PL razoável e fácil de resolver, uma heurística com garantia de performance para o problema de localização de componentes eletrônicos incluindo efeitos térmicos, um esquema de decomposição de Benders generalizada para solucionar o problema de projeto de redes com custos de expansão de capacidade e congestionamento, um esquema de decomposição de Benders para formulações clássicas Hub-And-Spoke que soluciona grandes instâncias a baixo custo e três novas formulações para solução integrada de problemas de localização e projeto de redes com custos de interdependência e congestionamento.