Viabilidade no atendimento às normas do Programa Nacional de Alimentação Escolar e sua relação com custo dos cardápios / Feasibility in meeting nutrient amounts of the National School Feeding Program and its relationship with the menu cost

Resumo O estudo avaliou a viabilidade da adequação de cardápios em relação às exigências nutricionais estabelecidas pelo Programa Nacional de Alimentação Escolar (PNAE) e a relação entre o custo do cardápio. Cada cardápio semanal contou de uma combinação de alimentos dentro de cada grupo. Para cada combinação de alimentos foi elaborado um modelo de otimização de dados para obter as quantidades de cada alimento de forma a atender às exigências do PNAE ao menor custo possível (cardápios com 20% e 30% da ingestão dietética de referência para energia, macronutrientes, cálcio, ferro, magnésio, zinco, vitaminas A e C, além de restrições para sódio, gorduras saturada e trans, e açúcar de adição). Não foi obtida nenhuma solução que acomodasse todas as exigências do PNAE. Os componentes limitantes foram cálcio, sódio e carboidratos; para os demais os cardápios foram adequados. O custo foi diretamente correlacionado com a frequência de carne e frutas, e inversamente com os conteúdos de sódio e carboidratos, e com as frequências de arroz e feijão. A probabilidade de adequação de carboidratos foi próxima de zero quando a frequência de carne foi acima de 1 vez por semana. Concluindo, é pouco provável a obtenção de cardápios que atendam à todas as exigências do PNAE.

Abstract We evaluated the feasibility of the menu adequacy regarding the nutritional constraints established by the National School Feeding Program (PNAE) and its relation to the cost. Each menu accounted for a given food combination within each food group. A diet optimization model comprising each set of foods was designed to obtain food quantities in order to meet the exigences of the PNAE at the lowest cost (menus with 20% and 30% of dietary reference intake for energy, macronutrients, calcium, iron, magnesium, zinc, vitamins A and C, also restrictions for sodium, saturated and trans fats, and added sugar). There was no feasible solution that accommodated all nutrient targets. Limiting components were calcium, sodium, and carbohydrates; but the menus were adequate for the other nutrients. There was a positive correlation between the menu cost and the frequency of meat and fruits, and a negative correlation with the contents of sodium and carbohydrates, and with the frequencies of rice and beans. The probability of obtaining carbohydrate adequacy was close to zero when the meat frequency was higher than one serving per week. In conclusion, it is unlikely to obtain menus that meet all the requirements of the PNAE.

Replacing ultra-processed foods with fresh foods to meet the dietary recomendations: a matter of cost? / ¿Reemplazar comidas ultraprocesadas por comida fresca para cumplir con las recomendaciones dietéticas: una cuestión de coste? / Substituir alimentos ultraprocessados por alimentos frescos para atender as recomendações alimentares: uma questão de custo?

The study aimed to analyze the economic impact of the adoption of optimized and nutritionally balanced diets to Brazilian families, considering the Brazilian dietary guidelines and the economic disparities of the population. Data from the Brazilian Household Budget Survey from 2008-2009 (550 strata; 55,970 households) were used. About 1,700 foods and beverages purchased by the Brazilians were classified into 4 groups according to NOVA system. Linear programming models estimated isoenergetic diets preserving the current diet as baseline and optimizing healthier diets gradually based on the "golden rule" of the Brazilian dietary guidelines, respecting nutritional restrictions for macronutrients and micronutrients (based on international recommendations) and food acceptance limits (10th and 90th percentiles of the per capita calorie distribution from the population). The diet cost was defined based on the sum of the average cost of each food group, both in the current and optimized diets (BRL per 2,000Kcal/person/day). The economic impact of the Brazilian dietary guidelines to Brazilian household budget was analyzed by comparison the cost of the optimized diets to the cost of the current diet, calculated for the total population and by income level. Three healthier diets were optimized. Current diet cost was BRL 3.37, differed among low- and high-income strata (BRL 2.62 and BRL 4.17, respectively). Regardless of income, diet cost decreased when approaching the guidelines. However, low-income strata compromised their household budget more than two times the high-income strata (20.2% and 7.96%, respectively). Thus, the adoption of healthier eating practices can be performed with the same or lower budget.

El objetivo del estudio fue analizar el impacto económico de la adopción de dietas optimizadas y nutricionalmente equilibradas en familias brasileñas, considerando las guías alimentarias y las disparidades económicas de la población. Los datos se recopilaron de la Encuesta de Presupuestos por Hogares desde 2008-2009 (550 estratos; 55 970 hogares). Se clasificaron alrededor de 1.700 comidas y bebidas, adquiridas por brasileños en 4 grupos, según el sistema NOVA. Los modelos de programación lineal estimaron dietas isoenergéticas, preservando la dieta actual como base de referencia, y optimizando las dietas más sanas gradualmente, basadas en la "regla de oro" de las guías alimentarias, respecto a restricciones nutricionales en macronutrientes y micronutrientes (basadas en recomendaciones internacionales), y los límites de aceptación alimentarios (10o y 90o percentiles de la distribución calórica per cápita de la población). El coste de la dieta se definió basado en el total del coste medio de cada grupo de comida, ambos en las dietas actual y optimizada (BRL por 2.000Kcal/persona/día). El impacto económico de las guías alimentarias para el presupuesto por hogar se analizó mediante comparación del coste de dietas optimizadas con el coste de la dieta actual, calculado para el total de población y por nivel de ingresos. Se optimizaron las tres dietas más saludables. El coste de la dieta actual fue BRL 3,37, diferenciando los estratos entre bajo- y altos-ingresos (BRL 2,62 y BRL 4,17, respectivamente). A pesar del ingreso, el coste de la dieta decreció cuando se aproximaba a las recomendaciones de las guías. No obstante, los estratos de bajos ingresos comprometieron su presupuesto doméstico más de dos veces, respecto a los estratos de ingresos más altos (20,2% y 7,96%, respectivamente). Por ello, la adopción de prácticas alimentarias más sanas se puede conseguir con el mismo presupuesto o incluso más bajo.

O objetivo desse estudo foi analisar o impacto econômico da adoção de dietas otimizadas e nutricionalmente balanceadas para famílias brasileiras, considerando as diretrizes alimentares para a população brasileira e as disparidades econômicas da população. Foram usados dados da Pesquisa Nacional de Orçamentos Familiares de 2008-2009 (550 estratos; 55.970 domicílios). Cerca de 1,7 mil alimentos e bebidas adquiridos pelos brasileiros foram classificados em quatro grupos de acordo com o sistema NOVA. Modelos de programação linear estimaram dietas isoenergéticas preservando a dieta atual como linha de base e otimizando dietas mais saudáveis gradativamente com base na "regra de ouro" das diretrizes alimentares, respeitando restrições nutricionais para macronutrientes e micronutrientes (com base em recomendações internacionais) e limites de aceitação alimentar (10º e 90º percentis da distribuição de calorias per capita da população). O custo da dieta foi definido a partir da soma do custo médio de cada grupo de alimentos, tanto na dieta atual quanto na otimizada (R$ por 2.000Kcal/pessoa/dia). O impacto econômico das diretrizes alimentares para o orçamento familiar brasileiro foi analisado comparando-se o custo das dietas otimizadas com o custo da dieta atual, calculado para a população total e por nível de renda. Três dietas mais saudáveis foram otimizadas. O custo da dieta atual era de R$ 3,37, diferindo entre os estratos de baixa e alta renda (R$ 2,62 vs. R$ 4,17). Independentemente da renda, o custo da dieta diminuiu com a abordagem das diretrizes. No entanto, os estratos de baixa renda comprometeram seu orçamento familiar mais de duas vezes que os estratos de alta renda (20,20% vs. 7,96%). Assim, a adoção de práticas alimentares mais saudáveis pode ser realizada com orçamento igual ou inferior.

Consumer acceptability of a sweet bread nutritionally enriched through linear programming with broad bean, chia and amaranth flours / Aceptabilidad de un pan dulce enriquecido nutricionalmente mediante programación lineal con harinas de habas, chía y amaranto

ABSTRACT The aim of this work was to improve sweet bread (R1) nutritionally by partially replacing the wheat flour with other non-traditional flours through linear programming. Chemical Score, lipid profile, microbiological quality and acceptability were determined. Both recipes, R2 and R3, were formulated according to the Dietary Guidelines for Americans; and R3 according to the maximum amounts of flours that impart negative sensory attributes, as well. The resulting proportions were: wheat/broad bean/chia/ amaranth flours 64/22/13/0 (R2) and 83/2/4/11 (R3). The obtained products presented adequate contributions of proteins and lipids, while fiber increased significantly. The Chemical Score increased from 46% (R1) to 95% (R2) and to 91% (R3) respectively, and the fatty acids ratio ω3: ω6 improved. R2 was not sensorially accepted while R3 presented high acceptability in adults and school-aged children. Recipe R3 could be included in school menus to improve children's nutritional status.

RESUMEN El objetivo de este trabajo fue mejorar nutricionalmente un pan dulce (R1), reemplazando parcialmente la harina de trigo con otras harinas no tradicionales a través de la programación lineal. Se determinó la puntuación química, el perfil lipídico, la calidad microbiológica y la aceptabilidad. Ambas recetas enriquecidas nutricionalmente, R2 y R3, se formularon de acuerdo a pautas dietéticas estadounidenses; y para R3, además, se tuvieron en cuenta las cantidades máximas de harinas que imparten atributos sensoriales negativos. Las proporciones resultantes fueron harina de trigo/haba/chía/amaranto 64/22/13/0 (R2) y 83/2/4/11 (R3). Los productos obtenidos presentaron contenidos adecuados de proteínas y lípidos, mientras que la fibra aumentó significativamente. La puntuación química aumentó de 46% (R1) a 95% (R2) y a 91% (R3) respectivamente, y la relación de ácidos grasos ω3: ω6 mejoró. R2 no fue aceptado sensorialmente, mientras que R3 presentó alta aceptabilidad en adultos y niños en edad escolar. La receta R3 podría incluirse en los menús escolares para mejorar el estado nutricional de los niños.

Designing optimized food intake patterns for Korean adults using linear programming (II): adjustment of the optimized food intake pattern by establishing stepwise intake goals of sodium / 한국영양학회지

PURPOSE: The Dietary Reference Intakes for Koreans (KDRIs) suggest that the goal for the intake of sodium should be less than 2,000 mg, which is thought to be infeasible to achieve when eating the typical Korean diet. This study aimed to obtain the new intake goals for sodium with improved feasibility to achieve, and also to design optimized food intake patterns for Korean adults by performing linear programming. METHODS: The data from a one day 24-hour dietary recall of the 2010 ~ 2014 Korea National Health and Nutrition Survey were used to quantify food items that Korean adults usually consumed. These food items were categorized into seven groups and 24 subgroups. The mean intakes and intake distributions of the food groups and the food subgroups were calculated for eight age (19 ~ 29, 30 ~ 49, 50 ~ 64, and over 65 years old) and gender (male and female) groups. A linear programming model was constructed to minimize the difference between the optimized intakes and the mean intakes of the food subgroups while meeting KDRIs for energy and 13 nutrients, and not exceeding the typical quantities of each of the food subgroups consumed by the respective age and gender groups. As an initial solution of the linear programming, the optimized intake of seasonings, including salt, was calculated as 0 g for all the age and gender groups when the sodium constraint was inserted not to exceed 2,000 mg. Therefore, the sodium constraint was progressively increased by 100 mg until the optimized intake of seasoning was obtained as the values closest to the 25(th) percentile of the intake distribution of seasonings for the respective age and gender groups. RESULTS: The optimized food intake patterns were mathematically obtained by performing linear programming when the sodium constraint values were 3,600 mg, 4,500 mg, 4,200 mg, 3,400 mg, 2,800 mg, 3,100 mg, 3,100 mg, and 2,500 mg for the eight age and gender groups. CONCLUSION: The optimized food intake patterns for Korean adults were designed by performing linear programming after increasing the sodium constraint values from 2,000 mg to 2500 ~ 4,500 mg according to the age and gender groups. The resulting patterns suggest that current diets should be modified to increase the intake of vegetables for all the groups, milk/dairy products for the female groups, and fruits for the female groups except for the females aged 50 ~ 64 years.

Contribuição para análise dos custos no tratamento da água utilizando programação linear fuzzy: um modelo para o gerenciamento do abastecimento do município de Campos (RJ) / Contribution to cost analysis in water treatment using fuzzy linear programming: a model for the supply management in the city of Campos, Rio de Janeiro, Brazil

RESUMO A água é um dos recursos naturais essenciais à sobrevivência humana, porém tem sofrido com problemas como sobrecarga de utilização, em âmbito global; distribuição desigual; e escassez, o que contribui negativamente com a disponibilidade do recurso, evidenciando, assim, a crise da água. ­Nesse cenário, surge então a necessidade de se gerenciar de maneira eficaz esse recurso que é tão importante e que apresenta fortes componentes de incertezas. Um importante objeto do gerenciamento é o tratamento químico pelo qual a água bruta passa para se tornar tratada e, então, adequada para o consumo - este processo corresponde ao segundo maior custo nas estações de tratamento de água, atrás apenas de despesas envolvendo recursos humanos, materiais e serviços. Sendo assim, o presente trabalho propõe um modelo de programação linear que incorpora a lógica fuzzy, uma ferramenta eficiente em modelos com incertezas, para auxiliar no gerenciamento de abastecimento de água, considerando os custos com produtos químicos usados no tratamento desse recurso no município de Campos dos Goytacazes. Este modelo foi resolvido utilizando o ambiente Rstudio e apresentou uma redução dos custos em 9,8% em relação ao modelo de programação linear padrão preparado para o sistema. Conclui-se, então, que o trabalho desenvolvido serve de ponto de partida para uma análise mais minuciosa sobre o impacto dos custos de alocação de água tratada no município e contribui positivamente para a racionalização da água bruta.

ABSTRACT Water is one of the essential natural resources for human survival, but it has undergone problems such as: use overload at global level; unequally distribution; and scarcity that contributes negatively to the availability of the resource, thus evidencing a water crisis. Thus, there is a need to effectively manage this important resource, which presents strong components of uncertainties. An important management object is the chemical treatment through which raw water passes in order to be treated and then appropriate for consumption, because it corresponds to the second largest cost in water treatment plants, only after expenses involving human resources, materials, and services. Thus, the present work proposes a linear programming model that incorporates the fuzzy logic, which is an efficient tool in models with uncertainties to assist in any water supply management, considering costs with chemicals used in the treatment of this resource in the city of Campos dos Goytacazes, Brazil. This model was solved using the Rstudio environment and presented a 9.8% cost reduction compared with the standard linear programming model prepared for the system. In conclusion, the developed work serves as a starting point for a more detailed analysis of the impact of the costs of treated water allocation in the municipality and contributes positively to the raw water rationalization.

Método de dos fases para el problema de ruteo de mensajeros en motocicleta con ventanas de tiempo / Two-phase method for motorcycle messenger routing problem with time windows / Método de duas fases para o problema de roteiro de mensageiros de motocicleta com janelas de tempo

RESUMEN Se presenta un método para la solución del problema de ruteo de mensajeros en motocicleta con ventanas de tiempo. En este se identifican dos fases: en la primera, se conforman grupos de clientes, cada grupo es asignado a una ruta y cada ruta es atendida por un vehículo; en la segunda, por medio de un modelo de programación lineal entera mixta, se hace un ruteo para cada una de las agrupaciones respetando las ventanas de tiempo estrictas de algunos clientes. Para validar el método, se utilizó como caso de estudio el área de mensajería de un centro de servicios compartidos de Cali, Colombia. Los resultados muestran que, al probar diferentes métodos de agrupación (fase 1), no se influye de forma significativa en el tiempo total de permanencia del vehículo en la ruta; en cambio, una reagrupación de los clientes después del ruteo (fase 2), mejora considerablemente la duración total de la ruta, aunque en algunos casos, aumenta la distancia recorrida por el vehículo.

ABSTRACT In this work, a method to solve a motorcycle messenger routing problem with time windows is presented. This has two phases: in the first one, clusters of clients are formed, each group is assigned to a route and each route is served by a vehicle; in the second phase, through a mixed integer linear programming model the routing for each cluster is made while respecting hard time windows of some clients. To validate the method, the mail delivery section of a shared service center in Cali - Colombia is used as case study The results show that, when testing different clustering methods (phase l) these do not significantly influence the vehicle's duration on the road; On the other hand, regrouping the clients after routing (phase 2) can considerably improve the total duration of the route, although in some cases, increasing the distance traveled by the vehicle.

RESUMO Neste trabalho se apresenta um método para a solução do problema de roteiro de mensageiros de motocicleta com janelas de tempo. Nele identificam-se duas fases: na primeira, conformam-se grupos de clientes, cada grupo é atribuído a uma rota e cada uma delas é servida por um veículo; na segunda, por meio de um modelo de programação linear todo misto, faz-se um roteiro para cada uma das agrupações respeitando as janelas de tempo estritas de alguns clientes. Para validar o método, usou-se como caso de estudo a área de mensageria de um centro de serviços compartilhados na cidade de Cali, na Colômbia. Os resultados mostram que ao testar diferentes métodos de agrupamento (fase l), não influem de maneira significativa no tempo total de permanência do veículo na rota; por outro lado, um reagrupamento dos clientes após do roteiro (fase 2), melhora consideravelmente a duração total do percurso, porém em alguns casos, aumenta a distância percorrida pelo veículo.

Optimal selective logging regime and log landing location models: a case study in the Amazon forest / Regime de corte seletivo ótimo em modelos de locação de pátios de estocagem de madeira: um estudo de caso na floresta amazônica

ABSTRACT Reduced-impact logging is a well known practice applied in most sustainable forest management plans in the Amazon. Nevertheless, there are still ways to improve the operational planning process. Therefore, the aim of this study was to create an integer linear programming (ILP) to fill in the knowledge gaps in the decision support system of reduced impact logging explorations. The minimization of harvest tree distance to wood log landing was assessed. Forest structure aspects, income and wood production were set in the model, as well as the adjacency constraints. Data are from a dense ombrophylous forest in the western Brazilian Amazon. We applied the phytosociological analysis and BDq method to define the selective logging criteria. Then, ILP models were formulated to allow the application of the constraints. Finally, 32 scenarios (unbalanced forest, UF, and balanced forest, BF) were generated and compared with real executed plans (RE). Robust results were achieved and the expected finding of each scenario was met. The feasibility to integrate ILP models in uneven-aged forest management projects was endorsed. Consequently, the UF and BF scenarios tested were efficient and concise, introducing new advances for forest management plans in the Amazon. The proposed models have a high potential to improve the selective logging activities in the Amazon forest.

RESUMO A exploração de impacto reduzido é uma prática bem conhecida e aplicada na maioria dos planos de manejo florestal sustentável na Amazônia. Todavia, ainda há a possibilidade de melhoria do processo de planejamento da operação. Diante da falta de métodos auxiliares à tomada de decisão, o objetivo do trabalho foi desenvolver modelos de programação linear inteira (PLI) para suprir esta demanda. Considerou-se a minimização da distância entre as árvores exploradas e os pátios de estocagem de madeira. Aspectos estruturais, econômicos e produtivos foram incorporados ao modelo, bem como restrições de adjacência. Os dados derivam de uma floresta ombrófila densa na Amazônia Ocidental. Previamente, utilizou-se uma análise fitossociológica e o método BDq como critério de remoção. Posteriormente, modelos de PLI foram formulados para exemplificar as aplicações. Finalmente, 32 cenários (para floresta desbalaceada, UF, e floresta balanceada, BF) foram gerados e comparados com o plano executado no campo (RE). Resultados robustos foram obtidos e atenderam às expectativas de cada cenário. A viabilidade da integração dos modelos de PLI em projetos de manejo de florestas ineqüiâneas foi testado. Os cenários UF e BF testados foram eficientes e concisos, confirmando seu potencial para aumentar a eficiência de planos de exploração madeireira e manejo florestal na Amazônia.

Designing optimized food intake patterns for Korean adults using linear programming (I): analysis of data from the 2010~2014 Korea National Health and Nutrition Examination Survey / 한국영양학회지

PURPOSE: The aim of this study was to design optimized food intake patterns that meet the nutritional recommendations with minimal changes from the current food intake patterns among Korean adults using linear programming. METHODS: Data of a one day 24-hour dietary recall from the 2010~2014 Korea National Health and Nutrition Survey were used to quantify the food items that Korean adults usually consumed. These food items were categorized into seven groups and 24 subgroups. The mean intakes and intake distributions of the food groups and the food subgroups were calculated for eight age (19~29, 30~49, 50~64, and over 65 years old) and gender (male and female) groups. A linear programming model was constructed to minimize the difference between the optimized and mean intakes of the food subgroups while meeting the Dietary Reference Intakes for Koreans (KDRIs) for energy and 13 nutrients, and not exceeding the typical quantities of each food subgroup consumed by the respective age and gender groups. RESULTS: The optimized food intake patterns, which were a set of quantities of 24 food subgroups, were obtained mathematically for eight age and gender groups. Overall, major modifications of current diet were required to increase the intake of vegetables and milk/dairy products and decrease the Kimchi intake. The optimized intake of seasonings, including salt, was calculated to be 0 g for all the age and gender groups. CONCLUSION: The optimized food intake patterns designed using linear programming in this study lack feasibility because they suggest a seasoning consumption of 0 g. Modification of intake goal for sodium is needed to obtain optimized food intake patterns with improved feasibility.

Uso de programação linear para otimizar o acesso geográfico em redes temáticas de atenção à saúde / Use of linear programming to optimize geographic access in specialized healthcare networks / Uso de una programación lineal para optimizar el acceso geográfico a redes temáticas de atención a la salud

Este artigo discute a conformação de redes temáticas de atenção à saúde e tem como objetivo analisar o potencial de otimização do acesso geográfico na rede de quimioterapia do Sistema Único de Saúde (SUS), no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, com o uso de programação linear. Trata-se de um estudo de modelagem matemática ex post facto, com objetivo analítico e abordagem qualiquantitativa, que utilizou como procedimentos de coleta a pesquisa bibliográfica e documental. O potencial de otimização foi avaliado pela diferença percentual entre os somatórios das distâncias percorridas na rede para a situação atual e para a solução ótima obtida. Entre os resultados identificados na situação otimizada estão a diminuição de 293.246km (14,4%) na distância total mensal percorrida na rede, correspondendo a uma redução média de 13,02km por procedimento realizado, se comparada com a atual distância percorrida, a ser obtida pela redistribuição dos municípios de origem e das capacidades de oferta de procedimentos pelos serviços de referência. Esses resultados indicam a existência de grande potencial de otimização na rede estudada, comprovando que o uso da programação linear pode oferecer suporte técnico ao processo de conformação de novas redes temáticas de atenção à saúde e à otimização daquelas existentes.

This article discusses the configuration of specialized healthcare networks and aims to analyze the potential for optimization of geographic access in the chemotherapy network of the Brazilian Unified National Health System (SUS) in Rio Grande do Sul State, Brazil, using linear programming. The study used ex post facto mathematical modeling with an analytical objective and a qualitative-quantitative approach, using data collection and literature and document searches as the procedures. The potential for optimization was assessed by the percentage difference between the total distances traveled under the current situation and the optimum solution obtained. The results with the optimized situation included a decrease of 293,246km (14.4%) in the total monthly distance traveled in the network, or a mean reduction of 13.02km per procedure performed, compared to the current distance traveled. This gain would be obtained by redistribution of the municipalities of origin and the referral services' capacity to supply procedures. The results point to great potential for optimization of the target network, proving that linear programming can provide technical support for the configuration of new specialized thematic healthcare networks and optimization of the existing networks.

Este artículo discute la conformación de redes temáticas de atención a la salud, y tiene como objetivo analizar el potencial de optimización del acceso geográfico a la red de quimioterapia del Sistema Único de Salud (SUS), en el Estado de Río Grande do Sul, Brasil, con el uso de una programación lineal. Se trata de un estudio de modelado matemático ex post facto, con un objetivo analítico y enfoque cuali-cuantitativo, que utilizó como procedimientos de recogida la investigación bibliográfica y documental. El potencial de optimización se evaluó por la diferencia de porcentaje entre las sumas de las distancias recorridas en la red para la situación actual y para la solución óptima obtenida. Entre los resultados identificados en la situación optimizada están la disminución de 293.246km (14,4%) en la distancia total mensual recorrida en la red, correspondiendo a una reducción media de 13,02km por procedimiento realizado, si se compara con la actual distancia recorrida, que debe ser obtenida por la redistribución de los municipios de origen y de las capacidades de oferta de procedimientos por los servicios de referencia. Estos resultados indican la existencia de un gran potencial de optimización en la red estudiada, comprobando que el uso de la programación lineal puede ofrecer apoyo técnico al proceso de conformación de nuevas redes temáticas de atención a la salud y a la optimización de las ya existentes.

Linear programming method to construct equated item sets for the implementation of periodical computer-based testing for the Korean Medical Licensing Examination / 보건의료교육평가

PURPOSE: This study aimed to identify the best way of developing equivalent item sets and to propose a stable and effective management plan for periodical licensing examinations. METHODS: Five pre-equated item sets were developed based on the predicted correct answer rate of each item using linear programming. These pre-equated item sets were compared to the ones that were developed with a random item selection method based on the actual correct answer rate (ACAR) and difficulty from item response theory (IRT). The results with and without common items were also compared in the same way. ACAR and the IRT difficulty were used to determine whether there was a significant difference between the pre-equating conditions. RESULTS: There was a statistically significant difference in IRT difficulty among the results from different pre-equated conditions. The predicted correct answer rate was divided using 2 or 3 difficulty categories, and the ACAR and IRT difficulty parameters of the 5 item sets were equally constructed. Comparing the item set conditions with and without common items, including common items did not make a significant contribution to the equating of the 5 item sets. CONCLUSION: This study suggested that the linear programming method is applicable to construct equated-item sets that reflect each content area. The suggested best method to construct equated item sets is to divide the predicted correct answer rate using 2 or 3 difficulty categories, regardless of common items. If pre-equated item sets are required to construct a test based on the actual data, several methods should be considered by simulation studies to determine which is optimal before administering a real test.

Teoría de juegos aplicada al proceso de adquisición de recursos informáticos / Game theory applied to the acquisition of computing resources

En administración, se pueden presentar dos tipos de problemas de toma de decisiones: los que se solucionan en condiciones de certeza, es decir, libre de riesgo al optar por una solución, y los que dependen de la probabilidad de ocurrencia de eventos para poder tomar una decisión. En este último caso, aparecen con gran regularidad problemas de toma de decisiones en condiciones de conflicto, conocidos como teoría de juegos; como por ejemplo la adquisición de recursos informáticos, en el que la decisión de invertir en un recurso y no en otro adquiere mayor relevancia, en función de sus altos precios, y su gran demanda en cualquier rama de la sociedad. En la Facultad de Tecnología de la Universidad de Ciencias Médicas de Santiago de Cuba, se modeló el proceso de compras de estos recursos, a través de esta teoría, al no contar con opciones científicamente probadas hasta ese momento, que reportasen el mayor beneficio a la hora de adquirirlos cualquiera sea la plataforma informática. Por ello el objetivo de este trabajo es determinar desde el enfoque de la programación lineal, y específicamente la Teoría de Juegos, la estrategia óptima que bajo ciertas condiciones permitan conducir el proceso de adquisición de recursos informáticos. Como resultado se obtuvo una solución óptima, en la que se recomendaba invertir solamente en hardware para estaciones de trabajo, así como en hardware y componentes de red; lo que garantizaría la mejor forma de adaptación de los recursos invertidos, sin importar cuál sea la plataforma informática(AU)

In administration, two types of decision-making problems can be presented: those that are solved in conditions of certainty, that is, free of risk when opting for a solution, and those that depend on the probability of occurrence of events to be able to make a decision. In the last case, problems of decision-making in conditions of conflict, known as game theory, appear with great regularity; such as the purchase of computing resources, in which the decision to invest in one resource and not in another acquires greater relevance, due to its high prices and its high demand in any branch of society. In the Faculty of Technology of the University of Medical Sciences of Santiago de Cuba, the process of purchasing these resources was modeled through this theory, as it did not count with scientifically proved options until that moment, which reported the greatest benefit when purchasing them whatever the computing platform. Therefore, the objective of this work was to determine from the linear programming approach, and specifically the Games Theory, the optimal strategy that, under certain conditions, allows conducting the process of acquisition of computing resources. As a result, an optimal solution was obtained, which recommended investing only in hardware for workstations, and in hardware and network components; which would guarantee the best form of adaptation of the resources invested, no matter what the computing platform(AU)

Aplicación del procedimiento FePIA en la medición de la robustez en cadenas de suministro

Introducción. La incertidumbre en las cadenas de suministro es un factor importante que puede influenciar la efectividad de su configuración y coordinación. Una manera de abordarla en el proceso de diseño de una cadena de suministros es tomando en consideración el concepto de robustez, entendido como la preservación de ciertas características deseadas del sistema, a pesar de que se presenten fluctuaciones en el comportamiento de sus partes componentes o del ambiente. Objetivo. Evaluar el Procedimiento FePIA (Features, Perturbation, Impact, Analysis) en la determinación de la robustez en el problema de planeación de la capacidad y localización de almacenes en cadenas de suministro. Materiales y métodos. El procedimiento FePIA fue evaluado mediante un modelo de programación lineal entera-mixta multiperíodo y de único producto de una cadena de suministros compuesta por tres eslabones. Resultados. La aplicación de este procedimiento permitió definir requerimientos de robustez, características de desempeño y parámetros de perturbación; sin embargo, no se pudo encontrar una relación general entre los parámetros de perturbación y las características de desempeño para el 62 % de las instancias utilizadas. Por tanto, no fue posible obtener con la metodología original una región de robustez para el problema tratado. Un análisis posterior permitió observar que la estructura de la cadena está asociada a dicha problemática. Conclusiones. El procedimiento FePIA debe ser modificado para su completa aplicación al problema de planeación de la capacidad y localización de almacenes en cadenas de suministro.

Introduction. Uncertainty on supply chains is an important factor that can influence the effectiveness of their configuration and coordination. A way to approach it in the design process of supply chains is taking into account the concept of robustness, understanding it as the preservation of certain desired characteristics in the system, in spite of the fluctuations in their components or in the environment. Objective. Evaluate the FePIA (Features, Perturbation, Impact, Analysis) procedure in the determination of the robustness in capacity planning and warehouse location problem in supply chains. Materials and methods. The FePIA procedure was evaluated by means of a multi-period mixed integer programming and of only one product model, applied on a supply chain composed of three links. Results. The application of such procedure allowed the definition of robustness requirements, performance features and perturbation parameters. It was not possible, however, to find a general relationship between the perturbation parameters and the performance features for 62% of the instances used. Therefore, it was not possible to obtain a robustness region with the original methodology. Further analysis could demonstrate that the structure of the chain is associated to that problem. Conclusions. The FePIA procedure must suffer modifications for being fully applied to the capacity planning and warehouse location problem in supply chains.

Introdução. A incerteza nas cadeias de suprimentos é um fator importante que pode influenciar a efetividade de sua configuração e coordenação. Uma maneira de abordar isso no processo de desenho de uma cadeia de suprimentos é tomando em consideração o conceito de robustez, entendido como a preservação de certas características desejadas do sistema, apesar de que se apresentem flutuações no comportamento de suas partes componentes ou do ambiente. Objetivo. Avaliar o Procedimento FePIA (Features, Perturbation, Impact, Analysis) na determinação da robustez no problema de planejamento da capacidade e localização de armazéns em cadeias de suprimentos. Materiais e métodos. O procedimento FePIA foi avaliado mediante um modelo de programação lineal inteiramista multi-período e de único produto numa cadeia de suprimentos composta por três elos. Resultados. A aplicação deste procedimento permitiu definir requerimentos da robustez, características de desempenho e parâmetros de perturbação; porém, não se pôde encontrar uma relação geral entre os parâmetros de perturbação e as características de desempenho para 62 % das instâncias utilizadas. Por tanto, não foi possível obter com a metodologia original uma região da robustez para o problema tratado. Uma análise posterior permitiu observar que a estrutura da cadeia está associada com a referida problemática. Conclusões. O procedimento FePIA deve ser modificado para sua completa aplicação no problema de planejamento da capacidade e localização de armazéns em cadeias de suprimentos.

Exploring Practical Issues in the Planning of the County Health Service System by the Method of Linear Programming / 中国卫生经济

The county health service planning is a very important link in county health reform, the planning process involves many professional problems, such as the setting of total bed number and proportional allocation. To solve these problems, it is needed to find a feasible method. Methods:Using operational research theory and method of linear programming to estimate whether the resource amount could satisfy the needs, and further explore the problem of the health resources in county-township-village. Results:(1) Operational research method could be used to judge whether the total bed amount and rate in county and township are suitable;(2) but linear programming to allocate capital budget model still exist some defects. The blind expansion and the pursuit of institution beds scale expansion are the phenomenon at present stage, the linear programming method could effectively help to determine whether these resources is really insufficient or excess. The method could be expanded to urban areas so as to supervision whether health resources are over expanded.

Programación lineal aplicada a la formulación de raciones para rumiantes / Linear programming applied to ruminant ration formulation / Programação linear aplicada à formulação de rações para ruminantes

La precisión en la formulación de raciones es importante para lograr un balance adecuado de los nutrientes en lafabricación de alimentos concentrados al menor costo posible, con el fin de obtener un buen rendimiento productivoy reproductivo. En la actualidad, existen numerosos programas de formulación de raciones, que en algunos casosresultan costosos. La herramienta SOLVER de Microsoft Excel® para Windows® es un procedimiento de fácil y flexible manejo, cuya ventaja principal es que está disponible en la gran mayoría de computadores que trabajan bajo la plataforma Windows®. El objetivo de este trabajo es presentar el desarrollo de un modelo de programación lineal para la formulación de raciones utilizando el procedimiento SOLVER mediante un ejemplo práctico se describe paso a paso la construcción del modelo y las ecuaciones que dan lugar a la formulación de una ración para vacas lecheras a mínimo costo.

Accuracy in ration formulation is important in order to achieve a proper balance of nutrients in the manufactureof food concentrates at the lowest possible cost, with the goal of obtaining good productive and reproductiveperformance. Currently, there are numerous ration formulation programs, which in some cases are expensive. Thetool, SOLVER, from Microsoft Excel® for Windows® is a procedure that is easy and flexible to use, whose mainadvantage is it’s availability on the vast majority of computers using the Windows ® platform. The objective of this work is to present the development of a linear programming model for the formulation of rations using the SOLVERprocedure from Microsoft Excel® for Windows®. Using a practical example, the step-by-step procedure for themathematical model construction and the equations that lead to the ration formulation for dairy cows at minimumcost are described.

A precisão na formulação de rações é importante para alcançar um balanço adequado de nutrientes na fabricaçãode alimentos concentrados ao menor custo possível, objetivando adequados rendimentos produtivos e reprodutivos.Na atualidade, existem numerosos programas de formulação de raçoes de custo elevado. A ferramenta SOLVER daMicrosoft Excel® para Windows® é um procedimento de fácil manejo e flexibilidade cuja vantagem principal éque esta disponível na grande maioria de computadores que trabalham com Windows®. O objetivo deste trabalhofoi apresentar o desenvolvimento de um modelo de programação linear para a formulação de raçoes utilizando oprocedimento SOLVER. Mediante um exemplo pratico descreve-se a construção do modelo e as equações que dão lugar à formulação de uma ração para vacas leiteiras a mínimo custo.

Programação linear para formulação de pasta de vegetais e operação de secagem em leito de jorro / Linear programming for formulation of vegetables paste and drying operation in spouted bed

Neste trabalho, foi utilizada a técnica da programação linear a fim de formular uma pasta a partir de vegetais para produção de sopa desidratada, tendo como objetivo maximizar o valor calórico. A operação de secagem da pasta foi realizada em leito de jorro cone-cilíndrico, sendo analisadas a temperatura do ar de entrada e a vazão de alimentação da pasta. As respostas consideradas foram: capacidade de retenção de água (CRA), índice de solubilidade em água (ISA), cor, solubilidade protéica em meio aquoso e produtividade do material seco. Os resultados mostraram que a formulação da pasta de vegetais utilizando a programação linear foi adequada para maximizar o valor calórico (319kcal 100g-1) do produto final. As melhores condições para secagem foram obtidas na temperatura de entrada do ar de 105°C e vazão de alimentação da pasta de 900g h-1. O produto seco apresentou CRA de 4,2±0,1g g-1, ISA de 14,9±0,1 por cento, solubilidade protéica em meio aquoso de 29±1 por cento, ângulo Hue de 75,7±0,1°, produtividade de 29±2g h-1, e sua coloração foi mais clara quando comparada com a pasta in natura.

The linear programming technique was used for formulation of vegetables paste for the production of dehydrated soup, aiming to maximize the caloric value. The drying operation was carried out in spouted bed cone-cylinder, and were analyzed the air inlet temperature and paste flow rate. The responses were water holding capacity (WHC), water solubility index (WSI), color, protein solubility in aqueous media, and production of dried material. The results showed that the formulation of vegetables paste using linear programming was appropriate to maximize the caloric value (320kcal 100g-1) of final product. The best drying conditions were found at inlet air temperature of 105°C and paste flow rate of 900g h-1. The dried product showed WHC of 4.2±01g g-1, WSI of 14.9±0.1 percent, the protein solubility in aqueous solution of 29±1 percent, Hue angle 75.7±0.1°, and productivity of 29±1g h-1, and it showed lower color in relation to in nature paste.

Modeling method for allocation optimization of military medical equipments / 第二军医大学学报

Objective: To optimize the allocation scheme of military medical equipments based on the characteristics of modern war and the progression of the military medical equipment of People's Liberation Army (PLA). Methods: Aiming to optimize the allocation of military medical equipment, we designed the integrated framework of the allocation system and analyzed the need of optimized allocation. Using the linear programming and queuing theory, we established the optimized allocation models for both medical treatment equipments and evacuation equipments. Results: Based on the health service characteristics of military medical equipments, the optimized allocation models for medical treatment equipments and evacuation equipments were successfully established. The application of the established models was studied in the medical service station of the division level. Conclusion: The optimized allocation scheme of military medical equipment has been proposed in the present study, which provides evidence for decision-making on the future development of military medical equipments of PLA.

Escolha de cultivares de soja com base na composição química dos grãos como perspectiva para maximização dos lucros nas indústrias processadoras / The selection of soybean varieties based on the chemical composition of the grains as a mean of maximizing soybean processing industry's profits

Apresenta-se um modelo matemático baseado em programação linear para dar suporte às decisões referentes à escolha de cultivares de soja para processamento (extração de óleo e produção de farelo), de forma que esta escolha possa maximizar os lucros da indústria processadora. Este estudo utilizou amostras de nove cultivares de soja produzidas no município de Dois Vizinhos, região sudoeste do Estado do Paraná. Análises laboratoriais forneceram as respectivas composições dos grãos, os subprodutos, os resíduos e as perdas. O modelo permitiu estimar os retornos econômicos proporcionados à indústria processadora por meio do cultivo individual e pela média destas. A partir da análise dos resultados, conclui-se que a composição química dos grãos processados tem influência direta nos resultados econômicos da indústria e que o esmagamento das cultivares "BRS133", "CD215", "EMBRAPA48", "BRS184", "SPRING8350" e "M-SOY5826" pode maximizar os lucros da indústria processadora, enquanto que o esmagamento das cultivares "CD 205", "CD 206" e "BRS 214" pode reduzir os lucros, em relação à média obtida pelas cultivares avaliadas.

This article presents a mathematical model based on linear programming to support decision-making when selecting the soybean variety to be processed for oil extraction and bran production, since the appropriate choice can maximize industry's profits. Samples of nine soybean varieties produced in the town of Dois Vizinhos, in the southwest region of the state of Paraná, Brazil, were used in this study. Laboratory analyses revealed the chemical composition of the grains, the byproducts, residues and losses. The model made it possible to estimate the profits from the processing of each variety and of the nine varieties' average. Our results show that the chemical composition of the grains directly influences the industry's profits and that the processing of the varieties 'BRS133', 'CD215', 'EMBRAPA48', 'BRS184', 'SPRING8350' and 'M-SOY5826' can maximize the profits, while the processing of the varieties 'CD 205', 'CD 206' and 'BRS 214' can reduce them, compared to the average obtained from the investigated varieties.

Modelo de priorização de investimentos em saneamento básico utilizando programação linear com base em indicadores ambientais / Priorization model of investments in basic sanitation using linear programming based on environmental indicators

Neste artigo apresenta-se uma contribuição referente ao desenvolvimento de um modelo de hierarquização de investimentos em saneamento. Utiliza-se a técnica da programação linear, com base em um indicador de salubridade ambiental, o ISA/JP1 (Silva, 2006). O objetivo é a maximização das condições de salubridade ambiental nas comunidades a serem beneficiadas. Dessa forma, procura-se intervir na alocação dos benefícios relativos às variáveis que compõem o subindicador correspondente ao saneamento básico. O modelo foi aplicado nas comunidades periurbanas localizadas na bacia do Rio Gramame, litoral sul do estado da Paraíba. Os benefícios propostos, segundo o modelo, resultariam em mudanças significativas, atingindo até a condição salubre, conforme os valores de investimentos disponíveis.

In this article a contribution concerning the development of a hierarchization of investments in sanitation model is presented. The technique of the linear programming is used, based on an environmental health indicator, the ISA/JP1 (Silva, 2006). The aim is the maximization of the environmental health conditions in the communities to be benefited. In this way, it is attempted to interfere in the allocation of the benefits related to the sub-indicator variables corresponding to basic sanitation. The model was applied in five periurban communities of Lower Gramame River Basin, on the Southern Littoral of Paraíba State, Brazil. In this case, the proposed benefits would result in significant changes, even reaching the salubrious condition, according to values of available investments.

Utilização de modelos de programação não-linear para sistematização de terras para irrigação em áreas regulares / Nonlinear programming models for irrigation of regularly shaped areas

Objetivou-se com este trabalho, desenvolver modelos de programação não-linear para sistematização de terras, aplicáveis para áreas com formato regular e que minimizem a movimentação de terra, utilizando o software GAMS para o cálculo. Esses modelos foram comparados com o Método dos Quadrados Mínimos Generalizado, desenvolvido por Scaloppi & Willardson (1986), sendo o parâmetro de avaliação o volume de terra movimentado. Concluiu-se que, ambos os modelos de programação não-linear desenvolvidos nesta pesquisa mostraram-se adequados para aplicação em áreas regulares e forneceram menores valores de movimentação de terra quando comparados com o método dos quadrados mínimos.

The present investigation aimed at the development of nonlinear programming models applicable to regularly shaped areas, intended to minimize the impact of soil manipulation. Software GAMS was used for calculation and two models were compared to the Method of Generalized Minimum Squares, developed by Scaloppi & Willardson (1986). The evoluation parameter was the volume of soil manipulated. The study concluded that both nonlinear programming models developed during the present investigation have shown to be appropriate to practical use in regulary shaped areas. Moreover, the models presented lower volume of soil manipulated when compared to the Method of Generalized Minimum Squares.

Optimization of Dose Distribution for High Dose Rate Intraluminal Therapy / 대한치료방사선과학회지

The use of high dose rate remote afterloading system for the treatment of intraluminal lesions necessitates the need for a more accurate of dose distributions around the high intensity brachytherapy sources, doses are often prescribed to a distance of few centimeters from the linear source, and in this range the dose distribution is very difficult to assess. Accurated and optimized dose calculation with stable numerical algorithms by PC level computer was required to treatment intraluminal lesions by high dose rate brachytherapy system. The exposure rate from sources was calculated with Sievert integral and dose rate in tissue was calculated with Meisberger equation. An algorithm for generating a treatment plan with optimized dose distribution was developed for high dose rate intraluminal radiotherapy. The treatment volume becomes the locus of the constrained target surface points that is the specified radial distance from the source dwelling positions. The treatment target volume may be alternately outlined on a x-ray film of the implant dummy sources. The routine used a linear programming formulism to compute which dwell time at each position to irradiate the constrained dose rate at the target surface points whiles minimizing the total volume integrated dose to the patient. The exposure rate and the dose distribution to be confirmed the result of calculation with algorithm were measured with film dosimetry, TLD and small size ion chambers.