Investigação Operacional

Objetivos

O1-Promover a familiaridade e compreensão crítica das potencialidades das metodologias da Investigação Operacional e da abordagem sistémica na formulação e resolução de problemas de decisão em Engenharia Civil. O2-Capacitar os alunos na modelação de sistemas, incluindo factores como a incerteza e o risco, tendo em vista a avaliação quantitativa de alternativas e a optimização de soluções. O3-Desenvolver um conhecimento informado sobre métodos e instrumentos da Investigação Operacional particularmente úteis para optimizar soluções e competências para os aplicar na resolução de problemas decisórios complexos que se colocam no âmbito da Engenharia. O4-Desenvolver competências interpessoais (comunicação escrita, trabalho em equipa e liderança) e competências intrapessoais (produtividade e gestão do tempo, gestão do stress, proatividade e iniciativa). O5-Desenvolver literacia informática (utilização de ferramentas informáticas tanto numa perspetiva de utilizador como de desenvolvimento).

Programa

Módulos: M1–Introdução à Investigação Operacional (IO) e análise sistémica: princípios metodológicos, modelos e aplicações. M2–Programação Linear (PL): Formulação e estrutura de problemas de PL; O algoritmo SIMPLEX; Análises de sensibilidade; Casos particulares e formulação de problemas em PL (transportes, afetação, localização, fluxos em redes). M3–Otimização em redes e grafos: Formulações e conceitos; Representação de dados do tipo grafo e sua manipulação; Algoritmos clássicos de procura, ordenação e exploração, caminho mais curto, árvore de ligações mínima, fluxo máximo e caixeiro viajante. M4–Modelos de filas de espera: Conceitos nucleares e formulação de problemas; Modelos M/M/1, M/G/1 e M/M/S. M5–Modelos de simulação: Geração de sequências aleatórias e métodos de Monte Carlo; Metodologias de análise de sistemas e estruturação de modelos dinâmicos com incremento de tempo fixo e variável; Software de implementação de modelos de simulação; Experiências e análise de resultados.

Competências Transversais

A unidade curricular, na componente de trabalho de grupo e nas abordagens à resolução de problemas nos miniteste e exame final, permite o desenvolvimento de competências transversais em Pensamento Crítico (pensamento estratégico, pensamento crítico, criatividade e abordagens à resolução de problemas), Competências Interpessoais (comunicação escrita, trabalho em equipa e liderança), Competências Intrapessoais (produtividade e gestão do tempo, gestão do stress, pro-atividade e iniciativa) e Literacia da Informação e dos Media (utilização de ferramentas informáticas na ótica do utilizador). A percentagem de avaliação associada a estas competências deverá ser da ordem dos 15%.

Componente de Programação

Abstração: os alunos devem saber seguir os passos definidos na metodologia de: geração de número aleatórios; Monte Carlo; e método das três fases (ABC); Decomposição: dominar vários algoritmos de procura e de ordenação, saber explorar as estruturas por elas produzidas e devem ser capazes de analisar a complexidade computacional de cada um deles. Depuração: devem-se familiarizar com a utilização de depuradores com vista à verificação e validação dos algoritmos implementados nos trabalhos de grupo. Raciocínio algorítmico: conhecer tipos de medidas de complexidade de algoritmos: tempo de execução e memória necessária. Entender o Melhor caso, pior caso e caso médio. Classe P, NP e NP-completos. Intratabilidade de problemas computacionais. A percentagem de avaliação associada a estas competências deverá ser da ordem dos 17%.

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.