Investigação Operacional

Código:

EBE0234

Sigla:

IO

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Engenharia Biomédica

Ocorrência: 2019/2020 - 2S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://sites.google.com/g.uporto.pt/io-or
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia e Gestão Industrial
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Bioengenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIB	15	Plano de estudos oficial	4	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

CONTEXTO

Esta unidade curricular está centrada na aplicação de métodos analíticos para tomar melhores decisões e fornece aos estudantes ferramentas de modelação e de otimização que serão de grande utilidade na abordagem e resolução de problemas das organizações (indústria e serviços).

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

O objetivo principal desta unidade curricular é, através da criação de modelos, desenvolver competências para análise de um conjunto vasto de situações reais. Essas competências baseiam-se na capacidade de reconhecer o problema-chave numa situação não estruturada, na capacidade de desenvolver uma estrutura para analisar a tratar o problema e na aplicação de métodos analíticos na sua resolução.

OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

Dotar os alunos com competências para: 

• identificar e abordar de forma hábil e estruturada problemas de decisão; 


• construir modelos de problemas de decisão; 


• identificar e recorrer a métodos analíticos para obtenção de soluções para os modelos construídos, como suporte para decisões fundamentadas; 


• usar ferramentas informáticas para análise e obtenção de soluções para os modelos construídos; 


• extrair informação dos modelos e utilizá-la para comunicar e motivar mudanças organizacionais. 

 

Resultados de aprendizagem e competências

Esta unidade curricular contribuirá para a aquisição, por parte dos estudantes, das seguintes competências, de acordo com a nomenclatura CDIO:

1. Conhecimento Técnico e Raciocínio

1.1. Adquirir com a necessária proficiência conhecimentos de ciências básicas e ser capaz de os utilizar na formulação, resolução e discussão de problemas da sua área de formação;

Os conteúdos da unidade curricular constroem sobre conhecimentos de Álgebra, Análise Matemática e Probabilidades e Estatística, organizando-os, desenvolvendo-os e aplicando-os num contexto de apoio à resolução de problemas de decisão. Por natureza estes conhecimentos são transversais a todas as áreas de Engenharia e pertencem às suas ciências básicas. Por outro lado, durante as aulas há a preocupação de usar exemplos e casos da área científica do curso onde os estudantes estão envolvidos, fazendo a ponte entre as ciências básicas e a área de formação específica do curso.

Todos os elementos de avaliação usados na unidade curricular endereçam a avaliação destas competências.

2. Capacidades e Atitudes Pessoais e Profissionais

2.1. Raciocínio em engenharia e resolução de problemas
2.1.1 identificação e formulação de problemas
2.1.2 modelização
2.1.3 estimação e análise qualitativa
2.1.4 análise com incerteza
2.1.5 solução e recomendação

A metodologia de ensino e os seus conteúdos podem ser descritos precisamente por estes pontos. Assim, a formulação de problemas de acordo com cada um dos modelos estudados ao longo da unidade curricular, a sua modelização e resolução são uma atividade permanente ao longo da aprendizagem. A análise qualitativa é particularmente tratada na análise de sensibilidade, enquanto a incerteza é abordada em Filas de Espera e em Teoria da Decisão. 

Todos os elementos de avaliação usados na unidade curricular endereçam a avaliação destas competências.

2.2 Experimentação e descoberta do conhecimento
2.2.1 formulação de hipóteses
2.2.2 pesquisa de literatura
2.2.3 inquérito experimental
2.2.4 teste de hipóteses e defesa

2.3 Pensamento sistémico
2.3.1 pensamento holístico
2.3.2 emergência e interação entre sistemas
2.3.3 priorização e focagem
2.3.4 "trade-offs", julgamento e balanceamento na resolução

O endereçamento destas competências é de algum modo indireto, podendo ser mais diretamente descritas como:

(1) competências de análise, enquanto capacidade de formular conceptualizar e resolver problemas não familiares;
(2) competências de projeto, enquanto solução com criatividade de problemas não familiares, complexos e com incerteza técnica;
(3) competências de investigação, enquanto capacidade de modelação e investigação de aplicabilidade de técnicas emergentes (descrição de acordo com os critérios EURO-ACE).

A formulação e modelização de problemas, que implica a identificação da família de modelos aplicável, o desenvolvimento de modelos originais e a sua avaliação, contribui claramente para estas competências. Novamente os tópicos relacionados com análise de sensibilidade contribuem para o entendimento de conceitos relacionados com "trade-offs" e balanceamento.

Todos os elementos de avaliação usados na unidade curricular endereçam a avaliação destas competências.

Os objetivos de aprendizagem estão relacionados com as competências (saberes, competências e atitudes que os estudantes devem possuir) e exprimem-se como declarações sobre as coisas que os estudantes que frequentam com sucesso a unidade curricular devem ser capazes de fazer, explicar, calcular, deduzir, projetar, etc...

Para todos os tópicos programáticos, junto aos materiais pedagógicos de apoio à aprendizagem, estão disponíveis objetivos de aprendizagem muito detalhados.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Cursos básicos de álgebra, estatística e teoria das probabilidades.

Programa

• modelação | sem variáveis inteiras


• resolução de modelos | sem variáveis inteiras




• programação linear


• resolução gráfica + análise de sensibilidade


• fundamentos do método Simplex




• resolução de modelos | sem variáveis inteiras




• solver do Excel


• relatório de sensibilidade do solver




• modelação | problemas em redes


• modelação | com variáveis inteiras


• modelação | com variáveis auxiliares inteiras


• resolução de problemas com variáveis inteiras | branch & bound


• resolução de problemas com variáveis inteiras | solver


• filas de espera


• teoria da decisão

Bibliografia Obrigatória

Docentes de IO | DEGI | FEUP; Documentação de apoio a Investigação Operacional (Disponível a partir da página web da unidade curricular)

Bibliografia Complementar

Hillier, Frederick S.; Introduction to operations research. ISBN: 0-07-118163-6
Hamdy A. Taha; Operations research. ISBN: 0-13-281172-3 (brochada)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas Teóricas: Exposição dos temas programáticos, sempre que possível com recurso a métodos de aprendizagem activa.

Aulas Teórico-Práticas: Ilustração da matéria apresentada através de casos, exemplos e problemas. Esclarecimento de dúvidas sobre a resolução dos problemas propostos.

Software

Excel Solver

Palavras Chave

Ciências Físicas > Matemática > Matemática aplicada > Investigação operacional
Ciências Sociais > Economia > Estudos de gestão > Gestão industrial

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	30,00
Teste	70,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	110,00
Frequência das aulas	52,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Conforme o disposto nas normas gerais de avaliação.

Fórmula de cálculo da classificação final

AVALIAÇÃO DISTRIBUÍDA

Micro-exercícios a realizar na aula (sem consulta) (0 a 10 valores)
Soma das classificações obtidas por cada estudante nos exercícios de avaliação propostos para resolução no fim de cada aula, retirando as duas classificações mais baixas.
Cada exercício será classificado numa escala de 0 a 100%.

Teste intermédio (sem consulta) (0 a 4 valores)

Classificação da avaliação distribuída entre 0 e 14 valores.

EXAME (com consulta) (0 e 6 valores).

Provas e trabalhos especiais

Os estudantes inscritos em REGIME ORDINÁRIO

Deverão resolver no fim de cada aula, sem consulta, micro-exercícios, que serão corrigidos e classificados numa escala de 0 a 100%.
A resolução desses exercícios será discutida individualmente com cada estudante na aula seguinte.

Deverão realizar um teste intermédio, sem consulta, que será corrigido e classificado numa escala de 0 a 4 valores.
A resolução doteste intermédio será discutida com os estudantes.

Os estudantes que não tenham obrigatoriedade de frequência e que não tenham realizado a componente de avaliação distribuída e que se inscrevam no exame de 1ª chamada ou no recurso farão um exame com três componentes:

1. AVALIAÇÃO DISTRIBUÍDA - micro-exercícios;
2. AVALIAÇÃO DISTRIBUÍDA - teste intermédio;
3. EXAME.

As componentes AVALIAÇÃO DISTRIBUÍDA serão avaliadas através de provas sem consulta.

A componente EXAME será avaliada através de uma prova com consulta.

 

Avaliação especial (TE, DA, ...)

As avaliações em época especial serão feitas por uma prova sem consulta.

Melhoria de classificação

ÉPOCA DE RECURSO

Os estudantes poderão optar entre a melhoria de classificação de qualquer uma, ou várias, das três componentes:

1. A componente AVALIAÇÃO DISTRIBUÍDA - exercícios - será avaliada através de uma prova sem consulta (classificação de 0 a 10 valores).
2. A componente AVALIAÇÃO DISTRIBUÍDA - teste - será avaliada através de uma prova sem consulta (classificação de 0 a 4 valores).
3. A componente EXAME será avaliada através de uma prova com consulta (classificação de 0 a 6 valores).

Em todos os casos o cálculo da classificação final será feito da forma indicada no ponto "Cálculo da Classificação Final", considerando a melhor avaliação obtida pelo estudante, consideradas a época normal e época de recurso em cada uma das componentes.

Aos estudantes que vão à época de recurso para obter aprovação aplicam-se as mesmas regras relativamente à opção pelas componentes de avaliação a realizar e ao cálculo da classificação final.

 

Observações

Devido à situação causada pelo surto de Covid19 e a cessação das atividades letivas presenciais, a avaliação foi alterada do seguinte modo:

Fórmula de cálculo da classificação final

- A avaliação distribuída mantém-se, totalizando 14 valores: Micro-exercícios a realizar em aula (0 a 10 valores) e Teste intermédio (0 a 4 valores).

- O exame somando os restantes 6 valores, foi substituído por um trabalho final, em grupo, a realizar não presencialmente.

Mais detalhes sobre a avaliação podem ser encontrados na página da UC.

Melhoria de classificação

- Os estudantes poderão apenas optar pela melhoria de classificação das componentes referentes à avaliação distribuída (exercícios e/ou teste).

- Devido às características da componente “Trabalho final”, esta avaliação não é passível de melhoria em época de recurso.