Generation of mathematical programming representations for discrete event simulation models of timed petri nets

This work proposes a mathematical programming (MP) representation of discrete event simulation of timed Petri nets (TPN). Currently, mathematical programming techniques are not widely applied to optimize discrete event systems due to the difficulty of formulating models capable to correctly represent the system dynamics. This work connects the two fruitful research fields, i.e., mathematical programming and Timed Petri Nets. In the MP formalism, the decision variables of the model correspond to the transition firing times and the markings of the TPN, whereas the constraints represent the state transition logic and temporal sequences among events. The MP model and a simulation run of the TPN are then totally equivalent, and this equivalence has been validated through an application in the queuing network field. Using a TPN model as input, the MP model can be routinely generated and used as a white box for further tasks such as sensitivity analysis, cut generation in optimization procedures, and proof of formal properties

Exact solution for the dynamical decoupling of a qubit with telegraph noise

We study the dissipative dynamics of a qubit that is afflicted by classical random telegraph noise and it is subject to dynamical decoupling. We derive exact formulas for the qubit dynamics at arbitrary working points in the limit of infinitely strong control pulses (bang-bang control) and we investigate in great detail the efficiency of the dynamical decoupling techniques both for Gaussian and non-Gaussian (slow) noise at qubit pure dephasing and at optimal point. We demonstrate that control sequences can be successfully implemented as diagnostic tools to infer spectral proprieties of a few fluctuators interacting with the qubit. The analysis is extended in order to include the effect of noise in the pulses and we give upper bounds on the noise levels that can be tolerated in the pulses while still achieving efficient dynamical decoupling performance

Column generation for minimizing total completion time in a parallel-batching environment

This paper deals with the 1 | p- batch , sj≤ b| ∑ Cj scheduling problem, where jobs are scheduled in batches on a single machine in order to minimize the total completion time. A size is given for each job, such that the total size of each batch cannot exceed a fixed capacity b. A graph-based model is proposed for computing a very effective lower bound based on linear programming; the model, with an exponential number of variables, is solved by column generation and embedded into both a heuristic price and branch algorithm and an exact branch and price algorithm. The same model is able to handle parallel-machine problems like Pm| p- batch , sj≤ b| ∑ Cj very efficiently. Computational results show that the new lower bound strongly dominates the bounds currently available in the literature, and the proposed heuristic algorithm is able to achieve high-quality solutions on large problems in a reasonable computation time. For the single-machine case, the exact branch and price algorithm is able to solve all the tested instances with 30 jobs and a good amount of 40-job examples

Hospital volume allocation: integrating decision maker and patient perspectives

Planning problems in healthcare systems have received greater attention in the last decade, especially because of the concerns recently raised about the scattering of surgical interventions among a wide number of different facilities that can undermine the quality of the outcome due to the volume-outcome association. In this paper, an approach to plan the amount of surgical interventions that a facility has to perform to assure a low adjusted mortality rate is proposed. The approach explicitly takes into account the existing interaction among patients’ choices and decision makers’ planning decisions. The first objective of the proposed approach is to find a solution able to reach quality in health outcomes and patients’ adherence. The second objective is to investigate the difference among solutions that are identified as optimal by either only one of the actors’ perspective, i.e., decision makers and patients, or by considering both the perspectives simultaneously. Following these objectives, the proposed approach is applied to a case study on Italian colon cancer interventions performed in 2014. Results confirm a variation in the hospital planned volumes when considering patients’ behaviour together with the policy maker plan, especially due to personal preferences and lack of information about hospital quality

Modificación química de madera de baja densidad con silanos para otorgarle repelencia al agua

Se investigó la modificación química de paneles de Araucaria angustifolia, impregnados con metiltrietoxisilano, n-octiltrietoxisilano y mezclas de ellos en diferentes relaciones para otorgarle a la madera repelencia al agua y una adecuada permeabilidad al vapor. Los silanos polimerizan a través de reacciones de hidrólisis y condensación (proceso sol-gel): las reacciones de polimerización producen cambios químicos y nanoestructurales al incrementarse la cantidad de enlaces ≡Si-O-Si≡ hasta que se produce el endurecimiento del gel (film de xerogel). Simultáneamente con las reacciones antes mencionadas ocurre la modificación química de la madera que involucra reacciones de los silanos con los grupos hidroxilo de la madera. Los polímeros organosilícicos formados en la pared celular de la madera permiten mantener inalterada la permeabilidad al vapor, mejorar la repelencia al agua y reducir la absorción capilar de agua. Estos resultados se basan en los siloxanos estables formados por el proceso sol-gel: los silanos forman por reacción química con los –OH de la celulosa de la madera una capa no-oclusiva (el tipo de silano define la hidrofobicidad y la continuidad de la capa formada en el poro) que cubre el poro sin obturarlo, no permitiendo que el agua ingrese dentro de la madera pero permitiendo que el vapor pueda salir por repulsión hidrofóbica, impidiendo la aparición de fallas producidas por condensación de dicho vapor.Tópico 4: Materiales. Evaluación de propiedades, caracterización tecnológica y patologías. Mamposterías (de ladrillos o piedras) y Morteros (materiales cálcicos y cementícios)

Comportamiento frente al fuego de madera tratada con “Whey Proteins”

Edificios y objetos patrimoniales construidos con madera se han vista afectados, en muchas oportunidades, por los efectos devastadores del fuego, provocando pérdidas humanas y materiales. Si bien, existen en la actualidad numerosos productos que mejoran la performance de la madera frente al fuego, muchos de ellos son peligrosos para el medio ambiente. Los retardantes del fuego pueden aplicarse en forma de película sobre la superficie de la madera o impregnarse en su estructura; a pesar que se están investigando tecnologías innovadoras (como los tratamientos con plasma), las pinturas y la impregnación siguen siendo las técnicas más usadas para la protección de la madera y, la impregnación en particular, ya que, normalmente, no altera sus características visuales. Por otro lado, las proteínas deI suero de la leche (“whey proteins”) han sido investigadas por sus propiedades retardantes en plásticos y telas. Teniendo en cuenta, además, que son un subproducto “problemático” de la industria láctea, con gran inserción en nuestra región, su uso podría significar una solución para parte de dicha industria. En la búsqueda de un tratamiento amigable con el medio ambiente para la protección de madera patrimonial, en esta investigación, se evaluó el comportamiento de madera de Pinus elliotis impregnada con “whey proteins” en diferentes concentraciones debido a sus excelentes propiedades como barrera de oxígeno y su capacidad para absorber agua en sus moléculas. Para esto las muestras fueron caracterizadas usando microscopía (SEM), análisis termogravimétrico (TGA) y ensayos de comportamiento frente al fuego (Resistencia a la llama intemitente de un mechero Bunsen e índice de oxígeno). Además se realizó un ensayo de ángulo de contacto para conocer si la impregnación altera las características de absorción de agua ya que ésta puede disiparse parcialmente durante la combustión y diluir los productos volátiles que se generan, formando una atmósfera pobre en oxígeno, cercana al material

Sistemas ignífugos para la protección de maderas de baja densidad

El objetivo del presente trabajo fue formular, elaborar y determinar el comportamiento de sistemas protectores, con características ignífugas, aptos para la protección de maderas. Los paneles de ensayo para esta experiencia fueron preparados con Araucaria angustifolia; para este sustrato combustible de alta porosidad (elevado coeficiente de absorción de agua) se diseñaron esquemas protectores ignífugos altamente eficientes que incluyeron una impregnación previa basada en silanos de baja y alta hidrofobicidad (metiltrietoxisilano y n-octiltrietoxisilano, respectivamente), polimerizados en los poros de las probetas de madera por el proceso sol-gel en dos niveles de retención, y la aplicación de recubrimientos superficiales con características intumescentes formulados con un ligante polimérico (resina acrílica pura hidroxilada) modificado con n-octodeciltrietoxisilano en dos relaciones másicas con el fin de aunar las características individuales de cada material formador de película. Los resultados indican que algunos sistemas protectores ignífugos presentaron un excelente comportamiento ignífugo en Túnel inclinado (avance de llama y pérdida de masa, ASTM D 3806), en Cabina de Índice de oxígeno, OI (mínima concentración en una mezcla con nitrógeno, que puede mantener la combustión de un material en condiciones de equilibrio como una vela, ASTM D 2863) y en Cámara horizontal-vertical (resistencia a la llama intermitente de un mechero Bunsen, método desarrollado en CIDEPINT).Tópico 4: Materiales. Evaluación de propiedades, caracterización tecnológica y patologías. Mamposterías (de ladrillos o piedras) y Morteros (materiales cálcicos y cementícios)

Siloxanos sintetizados "in situ" por el proceso sol-gel para el control del ataque fúngico en maderas de <i>Araucaria angustifolia</i>

En este estudio se desarrollaron investigaciones para establecer diversas propiedades de la madera modificada químicamente por impregnación con alcoxisilanos hidrolizados y condensados “in situ” por el proceso sol-gel. El objetivo fue alcanzar simultáneamente la preservación del ataque de los microorganismos y la mejora de la estabilidad dimensional de paneles de Araucaria angustifolia. Los alcóxidos seleccionados para realizar la impregnación de las probetas fueron el aminopropil metildietoxisilano, el aminopropil trietoxisilano y una mezcla de ambos, materiales no tóxicos para el hombre ni agresivos para el medioambiente. Se concluyó que la madera tratada con polisiloxanos mejoró la resistencia a la acción fúngica (pérdida de peso luego de exposición a la acción putrefactante de los hongos Polyporus meliae y Coriolus versicolor) y la estabilidad dimensional, debido a la parcial ocupación de los poros por los polisiloxanos (coeficiente de expansión volumétrica S y eficiencia ASE) y a la interacción química entre éstos y los componentes de la madera (Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier)

Uso de nanopartículas para la protección contra el deterioro de madera patrimonial

La madera, por su composición química, es muy susceptible a la acción de agentes bióticos y abióticos: se pueden mencionar como los tres principales, hongos xilófagos, humedad y fuego. Por ello, en este trabajo se formularon nanosistemas ignífugos, hidrorrepelentes y protectores contra el biodeterioro basados en nanoplata, nano óxido de cobre, nanozinc y nanosílice. Dado que estos nanocompuestos tienen la capacidad de cargarse según el pH del medio, las soluciones se formularon con los dos perfiles de pH=3 y pH=8 (los cambios de pH se manejaron con el agregado de HCl o NH4OH en el momento de ser aplicado) y se analizó la capacidad de interacción. Las soluciones de las nanopartículas son de base alcohólica y las concentraciones variaron del 1 al 10% m/v. Las impregnaciones se realizaron por inmersión. Los resultados indicaron que todos los sistemas formulados generaron una buena protección contra los hongos y redujeron significativamente la absorción de agua debido a la modificación química y estructural de la pared celular. Además, mostraron a través de ensayos en Cabina Horizontal-Vertical y en una Cámara OI una buena eficiencia retardante del fuego debido a la carga inorgánica agregada y a la generación de un char más resistente dado fundamentalmente por la capacidad de absorción de energía de las nanopartículas