OPTIMIZATION METHODS

OPTIMIZATION METHODS

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iten
Codice
101122
ANNO ACCADEMICO
2019/2020
CFU
6 cfu al 1° anno di 10948 MARITIME SCIENCE AND TECHNOLOGY (L-28) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
MAT/09
LINGUA
Inglese
SEDE
GENOVA (MARITIME SCIENCE AND TECHNOLOGY)
periodo
2° Semestre
materiale didattico

PRESENTAZIONE

Lo scopo dell’insegnamento è fornire agi studenti le conoscenze di base sui modelli e i metodi di ottimizzazione matematica, utilizzabili per la soluzione di problemi decisionali complessi utili per la formazione del personale marittimo e, in particolare, per la professione di ufficiali di macchina e di coperta.  

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

The Course introduces to optimization models and methods for the solution of decision problems, with particular attention to models and problems arising in Maritime. In particular the focus will be on route planning, cargo loading and stowage, flow management.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’insegnamento si propone di presentare la materia nei suoi aspetti teorici, metodologici ed applicativi al fine di fornire allo studente conoscenze sui modelli e le metodologie applicabili e sugli strumenti risolutivi utilizzabili. La parte di laboratorio teorico-pratico si prefigge di far acquisire allo studente le conoscenze e le capacità di utilizzare software specifico per risolvere i problemi pratici affrontati.

I problemi pratici affrontati a lezione riguardano problemi di interesse per la professione di ufficiali di macchina e di coperta, come ad esempio: lo stivaggio e il carico di diverse tipologie di navi, la pianificazione delle rotte, assegnamento del personale di bordo flusso di persone a bordo in situazioni di emergenza, tecniche di ricerca e soccorso, logistica, manutenzione e gestione delle scorte a bordo.

Con riferimento ai risultati di apprendimento, al termine dell’insegnamento lo studente dovrà avere acquisito competenze che gli permettano di comprendere, descrivere e risolvere diverse tipologie di problemi reali, sviluppando modelli e metodi anche originali e utilizzando, con una certa padronanza, gli ambienti software di riferimento. Nello specifico, al termine dell’insegnamento, lo studente dovrà:

 

  • Conoscere e comprendere i principali strumenti e metodi di ottimizzazione che gli permettano di formalizzare le decisioni e individuare la decisione migliore da prendere in diversi problemi applicativi in ambito marittimo.
  • Conoscere gli elementi principali di un problema di scelta in termini di decisori coinvolti, tipologia dei dati a disposizione, variabili, vincoli e obiettivi.
  • Applicare le conoscenze acquisite per descrivere, formalizzare e risolvere problemi anche diversi da quelli proposti a lezione utilizzando i corretti modelli e metodi di ottimizzazione appresi.
  • Utilizzare sia sul piano concettuale che su quello operativo le conoscenze acquisite con autonoma capacità di valutazione e di ragionamento critico, sviluppando modelli originali applicabili nel contesto lavorativo in cui si troveranno ad operare.
  • Aver acquisito una terminologia e un linguaggio tecnico corretto per comunicare in modo chiaro gli elementi principali del processo decisionale e del metodo di ottimizzazione utilizzato.
  • Aver sviluppato capacità di apprendimento che gli consentiranno di approfondire ed applicare in modo autonomo le principali tematiche della disciplina nel contesto lavorativo in cui si troveranno ad operare.

PREREQUISITI

Mathematics and Algebra

Modalità didattiche

Lezioni frontali, laboratori in aula informatica con utilizzo di software applicativi, attività a piccoli gruppi su casi di studio e sviluppo di progetti.

PROGRAMMA/CONTENUTO

In ogni parte dell’insegnamento la trattazione teorica, volta a fornire i contenuti metodologici di base, sarà affiancata dalla parte pratica di laboratorio, svolta in aula informatica, attraverso l'utilizzo di adeguati strumenti software (excel, lindo) per formalizzare e risolvere i problemi pratici affrontati.

Parte I:

  • Introduzione alla Ricerca Operativa e al problem solving: dai problemi reali ai modelli matematici.
  • Differenze fra Metodi previsionali e metodi decisionali
  • Metodi previsionali della domanda (forecasting), tecniche di regressione e media mobile, stagionalità e smoothing.
  • Classificazione dei modelli e dei metodi di ottimizzazione. Ottimizzazione non vincolata e vincolata, lineare, non lineare, intera e binaria.
  • Metodi di ottimizzazione e complessità
  • Un primo esempio di programmazione lineare: il classico problema del trasporto.
  • Formulazione e risoluzione dei problemi di ottimizzazione con excel e con il software Lindo
  • Applicazioni: la gestione delle scorte e del magazzino a bordo: il modello del lotto economico e punto di riordino

Parte II:

  • Problemi di ottimizzazione su reti.
  • I Grafi: proprietà, definizioni e terminologia di base
  • Modelli di cammino minimo e percorso ottimo
  • Modelli di localizzazione: centro e mediana di un grafo
  • Modelli di flusso massimo e flusso di costo minimo
  • Formulazione e risoluzione dei problemi di ottimizzazione su rete con excel e con il software Lindo
  • Applicazioni: la pianificazione delle rotte, tecniche di ricerca e soccorso, flusso di persone a bordo in situazioni di emergenza

Parte III

  • La programmazione matematica intera (PI) e binaria (PB).
  • Il problema dell’assegnamento e il problema dello zaino
  • Le tecniche di project management
  • Tecniche reticolari di gestione dei progetti. PERT e CPM. Tecniche AON e AOA.
  • Definizione di cammino critico. Diagrammi di Gantt. Crash di un'attività. Trade-off dei tempi-costi. 
  • Formulazione e risoluzione dei problemi di PI e PB con excel e con il software lindo
  • Applicazioni: lo stivaggio e il carico di diverse tipologie di navi, assegnamento del personale di bordo, pianificazione e gestione dei piani di emergenza. 

TESTI/BIBLIOGRAFIA

I testi e le eventuali dispense integrative saranno comunicati all’inizio delle lezioni e pubblicati su Aulaweb

DOCENTI E COMMISSIONI

Ricevimento: Mercoledì h.13.30-14.30 - Dipartimento di Economia - I livello

LEZIONI

Modalità didattiche

Lezioni frontali, laboratori in aula informatica con utilizzo di software applicativi, attività a piccoli gruppi su casi di studio e sviluppo di progetti.

INIZIO LEZIONI

Febbraio 2019

ESAMI

Modalità d'esame

La verifica del raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi è valutata con una prova scritta e con lo svolgimento di un progetto (a gruppi) e/o una prova pratica in aula informatica. 

Modalità di accertamento

La prova scritta è volta a valutare il grado di conoscenza e apprendimento degli argomenti teorici trattati a lezione. Mentre, la capacità di valutazione e ragionamento critico e la capacità di applicare la conoscenza acquisita sono valutate tramite i lavori di gruppo e/o la prova pratica.

Calendario appelli

Data Ora Luogo Tipologia Note
08/01/2020 12:00 GENOVA Scritto
22/01/2020 12:00 GENOVA Scritto
05/02/2020 12:00 GENOVA Scritto
03/06/2020 12:00 GENOVA Scritto
25/06/2020 12:00 GENOVA Scritto
07/07/2020 12:00 GENOVA Scritto
02/09/2020 12:00 GENOVA Scritto

ALTRE INFORMAZIONI

L'insegnamento è disponibile su aulaweb