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Application of exact and approximate optimization methods to novel scheduling problems
No full textThe application of exact and heuristic optimization techniques to scheduling problems pertaining to production processes has been widely investigated over the last decades by the relevant scientific literature in the field of industrial systems design and analysis. In general, the term scheduling is used with reference to the allocation of resources to tasks over time, so to execute all planned activities according to a given performance objective (minimization of costs, minimization of production time, due dates fulfilment, etc.). Even though basic scheduling problems have been effectively solved long time ago, this topic still remains attractive for expert and practitioners, as the technological innovation of production processes and the need for effective planning activities emerging from new sectors still set new frontiers to the scheduling optimization research.
The aim of the present Thesis is to investigate three scheduling problems that have not been addressed yet by the literature, even though they have a clear correspondence to real-world manufacturing environments.
The first problem addressed is the minimization of makespan in an unrelated parallel machine system with sequence-dependent setup times and limited human resources. Workers are needed to perform setup operations before each job is processed; they are supposed to be a critical resource as their number is assumed to be lower than the number of workstations available in the production shop. In addition, each worker is characterized by a provided skill level, which affects the time required for completing setup operations. Firstly, a Mixed Integer Linear Programming (MILP) model suitable for tackling small instances of the problem in hand is illustrated. Then, an optimization framework based on Genetic Algorithms (GAs) is presented with the aim of effectively addressing larger test cases. Three different procedures are proposed, namely a permutation based GA, a multi-encoding GA, and a hybrid GA. An extensive benchmark including both small-and large-sized instances is taken as reference for both calibration and comparison of the proposed methods, which have been performed by means of ANOVA analysis.
The second problem addressed is the minimization of makespan in a Flow Shop Sequence Dependent Group Scheduling (FSDGS) problem entailing the worker allocation issue. As first, a Mixed Integer Linear Programming (MILP) formulation for the problem is given. Then, a well-known benchmark arisen from literature is adopted for carrying out an extensive comparison campaign among three specifically developed metaheuristic methods based on a GA framework. Afterwards, the best procedure among those tested is compared with a well-performing algorithm recently proposed in the field of FSDGS problems.
The third problem addressed is the minimization of makespan in a hybrid flow shop inspired to a truly observed micro-electronics manufacturing environment, is illustrated. Overlap between jobs, waiting time limit of jobs within inter-stage buffers as well as machine unavailability time intervals represent just a part of the constraints which characterize the problem here investigated. A MILP model of the problem has been developed with the aim to validate the performance concerning the proposed optimization technique, based on a two-phase metaheuristics (MEs). In the first phase the proposed ME algorithm evolves similarly to a genetic algorithm equipped with a regular permutation encoding. Subsequently, a random search algorithm equipped with an m-stage permutation encoding is launched for improving the algorithm strength in terms of both exploration and exploitation. Extensive numerical studies on a benchmark of problems, along with a properly arranged ANOVA analysis, demonstrate the statistical outperformance of the proposed approach with respect to the traditional optimization approach based on a single encoding
Building a ¦Â-structured artificial pore-forming protein by PA83 Bacillus anthracis toxin
No full textLe porine naturali sono delle proteine che si trovano principalmente nella membrana esterna dei batteri Gram negativi, come Escherichia coli, ma che sono state ritrovate anche nelle cellule vegetali e nelle membrane di organuli cellulari eucariotici come mitocondri e cloroplasti. Le porine generano dei canali acquosi poco o nulla selettivi, a volte voltaggio dipendenti, e alcune rivestono molta importanza in determinati pathway cellulari. L¡¯utilizzo sempre pi¨´ frequente di peptidi strutturalmente definiti con funzioni chimiche specifiche ha portato alla realizzazione di questo lavoro. Attraverso una preliminare analisi bioinformatica ¨¨ stato individuato un pattern proteico di base con una struttura a forcina (¦Â-strand/loop/ ¦Â-strand) partendo dalla proteina PA83 di Bacillus anthracis. Mediante la realizzazione di un protocollo sperimentale semplice e molto rapido ¨¨ stato possibile costruire multimeri del modulo di base, ovvero costrutti contenenti varie ripetizioni dello stesso. I dati dell¡¯analisi bioinformatica suggerivano che il giusto numero di ripetizioni del modulo di base necessario alla produzione di una proteina formante poro fosse sette, che tra l¡¯altro ¨¨ il numero di oligomeri che si assemblano nella proteina naturale da cui siamo partiti. Il piano sperimentale messo a punto ci ha permesso di ottenere in pochi giorni una proteina chimerica completamente artificiale, la quale ¨¨ stata clonata in un vettore di espressione batterico. L¡¯espressione della proteina ¨¨ stata ottenuta difficilmente e inoltre le colture batteriche in cui veniva indotta l¡¯espressione della proteina chimerica risultavano meno torbide, indice di una ridotta crescita cellulare. In accordo con la recente letteratura siamo propensi a credere che la proteina agisca in qualche modo da antibiotico, inserendosi massivamente in membrana e determinando la lisi cellulare dell¡¯ospite batterico. Studi futuri saranno volti a valutare le strutture secondaria e terziaria della porina artificiale prodotta e le sue propriet¨¤ elettrofisiologiche
The Effect of Emotions and Imagery Appeals on Visual Consumption Experiences
No full textThere is currently a mismatch between our traditional models of consumer decision-making and the way consumers actually make decisions, at least for certain product categories. Multi-attribute models have been successful in modeling how consumers make decisions about frequently purchased products or services, where decision-making proceeds rationally. But these models cannot account for decisions in which less experience is available, where the problem is not well-structured, and where emotional reactions are important. Whereas traditional models assume verbal and semantic processes, the consumption vision perspective focuses on visual and imaginal processing. The consumption vision approach explicitly acknowledges creative sense-making processes consumers use to anticipate the future.
A consumption vision can be defined as a visual image of certain product-related behaviors and their consequences on decision-making processes. Consumption visions consist of concrete and vivid mental images that enable consumers to experience self-relevant consequences of product use. Based on the findings of several studies on consumption visions and on the role of anticipated emotions in consumption experiences, the goal of this study is to understand what triggers consumption visions, and consequently, in what direction consumption visions influence consumers decision making processes. I suggest that forming a consumption vision is one possible heuristic by which a consumer can decide among alternative courses of action. I discuss the possible effects of consumption visions on consumers cognitive and affective reactions to products, intentions, and behaviors. Three studies examine the mediating role of imagery accessibility during consumption experiences and demonstrate that the difficulty of imagery generation can reverse the generally observed positive effects on imagery appeals and consumption decisions. The same results indeed, can be achieved considering consumers predisposition to emotional experiences. When participants are low in imagery abilities (as well as when they show low need for emotion attitudes), whether there is or not an explicit invitation to imagine a consumption experience, or whether the product is present in a vivid manner or not, imagery appeals are not only ineffective, but even have a negative effect on product preferences. Moreover, this work aims to demonstrate that imagery fluency effect, given its subjective nature, is more likely for individuals with richer personal past experiences or with higher predisposition to use imagination (higher in need for emotions levels). Finally, I discuss how consumer researchers can integrate consumption visions into decision-making research
Cohen-Macaulayness of tower sets and Betti Weak Lefschetz Property
No full textWe deal with the Cohen-Macaulay property for monomial squarefree ideals. We characterize the Cohen-Macaulay squarefree monomial ideals of codimension two just looking at their minimal prime ideals.
We introduce the notion of tower sets and other configurations which preserve the Cohen-Macaulayness.
We study the Hilbert function and the graded Betti numbers for generic linear quotients of Artinian standard graded algebras, especially in the case of Weak Lefschetz algebras. Moreover, we investigate a particular property of Weak Lefschetz algebras, the Betti Weak Lefschetz Property, which makes possible to completely determinate the graded Betti numbers of a generic linear quotient of such algebras
La valorizzazione digitale del patrimonio culturale in Europa e in Italia. Forme di fruizione e di valorizzazione museale attraverso le nuove tecnologie e i social media. Una proposta di turismo wireless per Catania
No full textQuesto lavoro si organizza in tre parti. Nella Parte I, dopo un inquadramento generale su Internet, sulle nuove tecnologie e sul loro impatto nel settore dalla comunicazione e valorizzazione culturale, con una particolare attenzione al fenomeno del divario digitale in Italia e in Sicilia, agli sviluppi del Web 2.0 e alle forme di partecipazione digitale dell utenza alla produzione di contenuti culturali, l interesse si focalizza dapprima sulle politiche culturali di valorizzazione digitale del patrimonio culturale europeo, dunque sulle corrispondenti politiche culturali italiane e siciliane, valutando anche i dati statistici sulla penetrazione delle ICT nella popolazione (europea, italiana e siciliana), sull uso di Internet e dei dispositivi portatili, per il consumo di beni e servizi culturali. La Parte II della ricerca si apre con una presentazione delle tecnologie digitali variamente utilizzate nel settore della comunicazione mobile e delle possibilità di interazione che le nuove piattaforme digitali offrono nel campo della comunicazione culturale, con un ampio repertorio di esempi di dispositivi ad applicativi per la fruizione in modalità mobile del patrimonio culturale, sia all estero che, soprattutto, in Italia e in Sicilia. Nella Parte III viene proposto il progetto CataniaPocketWifi, un progetto di fruizione mobile integrato e georefenziato del patrimonio culturale, ricettivo ed informativo di Catania attraverso l utilizzo di una guida mobile, sviluppata secondo specifici itinerari tematico-cronologici, che si presenti dunque come una sorta di navigatore, non solo nello spazio ma anche nel tempo, e che costituisca per l utente uno strumento utile a identificare il significato della vita stratificata e a trasformare Catania in un Museo Digitale Diffuso. Nell ambito di questo progetto più ampio, qui delineato nelle sue linee generali, si presenta il progetto MuDiCtWifi: un percorso di guida wireless per la fruizione e comunicazione multimediale del circuito culturale e artistico formato dal Museo Diocesano con le Terme Achilliane e il Duomo di Catania
I contratti pubblici e l'annullamento dell'aggiudicazione dopo la direttiva ricorsi
No full textLa materia della sorte del contratto a seguito dell annullamento dell aggiudicazione, è inscindibilmente connessa alle riflessioni sul rapporto che intercorre tra autorità e consenso.
In questa prospettiva, s inserisce l intenso dibattito dottrinale sorto all indomani della legge 241/90 e delle prime direttive in materia di appalti, che mettevano profondamente in discussione il modo tradizionale di pensare alla Pubblica Amministrazione ed al modo di amministrare. Quest ultimo, il modo di amministrare , è strettamente legato al concetto di amministrazione ed alla sua percezione tra gli operatori giuridici e i cittadini.
La normativa dei primi anni novanta, sembra suggerire la costruzione di un rapporto tra Pubblica Amministrazione e destinatari sempre meno fondanti sul binomio autorità-sottomissione e sempre più orientato verso moduli di tipo consensualistico. Il contratto, l accordo, la convenzione, dietro la loro veste di strumenti di gestione portano con sé un quid pluris, e si rivelano essere indici di un modo diverso d intendere l azione della Pubblica Amministrazione.
La problematica della sorte del contratto riflette, tuttavia, in particolare la ritrosia e la diffidenza di un sistema prevalentemente fondato sul provvedimento, per sua natura atto autoritativo, ad accedere ad una concezione paritaria del rapporto tra Stato e cittadino. I problemi sulla giurisdizione, sulla pregiudiziale, sui vizi del contratto, sulla specialità della normativa in esame, conducono tutti al medesimo interrogativo: cos è esattamente un atto autoritativo? È davvero quell atto con cui l Amministrazione incide unilateralmente su posizioni soggettive altrui o possono essere considerati autoritativi anche atti che implicano la bilateralità
Business Ethics
No full textNelle attività di gestione dell impresa e del business, diventa sempre più indispensabile, anche perché oggi sempre più richiesto dal mercato e dagli standard internazionali di qualità, introdurre principi e valori etico morali.
Questi obbligano le imprese a dar conto non soltanto dei risultati e obiettivi ottenuti, ma anche della condotta con la quale essi vengono raggiunti.
L approfondimento di ricerca di questa tesi di dottorato, partendo da uno studio empirico/ricognitivo, cerca di sintetizzare questi principi e valori morali, rappresentativi della base portante dei codice etici, presentando una visione d insieme dello sviluppo filosofico culturale delle strategie di management, e i legami tra l etica degli affari e la responsabilità sociale.
Viene quindi argomentato, come l integrazione dei codici etici nelle strategie di gestione delle imprese non è solo una geniale opera di marketing e comunicazione, non è solo una ripetizione di ciò che già la legge tutela e sanziona e che l impresa con più forza di autoregolamentazione si obbliga ad osservare, ma è principalmente, e qui la tesi più significativa, l intento di vedere la gestione dell impresa in un ottica di meta impresa e di reciprocità, cioè visione della gestione dell impresa tale da permettere di superare i naturali confini geografici e territoriali (che rappresenterebbero il naturale limite all applicazione di queste teorie) a favore di un uniformità di vedute, gestione e risultati, indipendentemente dalle singole legislazioni locali e territoriali, senza naturalmente dimenticare lo sguardo d insieme rivolto al profitto, creando pertanto un reciproco beneficio, in cui tutti hanno da guadagnarci
Circularly polarized antennas
No full textIn recent years low profile, lightness, compactness, easy manufacturing
and integrability with solid-state devices on a circuit board have become a
priority in the antenna design. Microstrip antennas are a possible answer
to these new requirements in several areas, such as remote sensing, mobile satellite and cellular communications, direct broadcast satellite (DBS)
system and global positioning system (GPS).
Many of the above mentioned applications make use of circularly polarized
antennas. However, such requirement in planar microstrip antenna
is not a trivial task since many factors have to be considered including
fabrication tolerance and systematic errors in the manufacturing process.
In the present thesis we address the task to achieve circular polarization
with very compact planar antennas in two ways:
1) a more conventional one dealing with two innovative designs;
2) a less conventional one through of artificial materials, such as High
Impedance Surface (HIS).
As far as the first point is concerned, two standard designs have been
developed for a Dedicated Short Range Communication (DSRC) system.
In particular, we have proposed two innovative compact antennas that
represent a step forward with respect to other available DSRC solution.
The two proposed antenna prototypes have been optimized, fabricated
and experimentally tested. They represent an answer to the need of
achieving good circular polarization antennas in a small mobile On-Board
Unit (OBU) of a DSRC system.
As a further study, we have considered to improve performance such
as the radiated power, the gain and the directivity, or to reduce the global
antenna thickness. For this reason we have developed a full-wave model
for periodic surface and considered their employment to achieve circular
polarization. As a proof of concept, we have tested a simple arrangement
that allows circular polarization of the radiated field.
The thesis is organized as follows.
In the first part, we briefly introduce some relevant technical features
of microstrip antenna s. Then the properties of circular polarized waves
are discussed, with particular interest in wireless communications. The
circular polarization quality factors and antenna measurement setup are
briefly introduced and discussed.
In the second part, we address the design and the experimental characterization of two circularly polarized microstrip patch antenna prototypes.
In the last part of the thesis, High Impedance Surfaces (HIS) are
briefly introduced. Then, a simple FEM-model is presented and compared
with the standard FTDT-model used in literature. In this respect,
a rectangular-array-patch working as HIS surface is considered and tested
to achieve circular polarization with a printed dipole
Processi di fagliamento nei livelli crostali superficiali e valutazione del potenziale sismogenetico in Appennino molisano-sannita: La conca di Bojano
No full textNell ambito del presente lavoro sono stati effettuati studi morfostrutturali e di tettonica quantitativa nell area della Conca di Bojano, un bacino intramontano allungato in direzione NO-SE tra il Massiccio del Matese a ovest e i Monti del Sannio a est, e delimitato a sud dalla Sella di Vinchiaturo.
Si tratta di un bacino tettonicamente instabile, interessato in tempi storici da una persistente attività sismica che nel 1805 si è concretizzata in un terremoto, il terremoto di Bojano, tra i più disastrosi tra quelli verificatisi nell Appennino molisano-sannita con la perdita di più di 10000 vite umane oltre ad ingenti danni materiali.
Al fine di datare i principali eventi deformativi che hanno interessato l area in esame, una particolare attenzione è stata dedicata alle analisi morfo-strutturali effettuate sui depositi mio-quaternari, nonchè alla attendibilità delle loro età assolute e/o relative. I risultati ottenuti hanno consentito di ricostruire un quadro generale dettagliato dell evoluzione morfo-tettonica della conca e i legami ivi intercorrenti tra tettonica e sismicità.
Nel corso del Miocene superiore-Pliocene si sono verificati due eventi tettonici responsabili delle principali deformazioni compressive materializzate nel thrust di M. Celara e nel thrust dell Unità del Sannio: a un primo evento a direzione NNE-SSW ha fatto seguito una compressione WSW-ENE.
Inoltre, due tipologie di distensione hanno controllato l evoluzione dell area della conca e dei rilievi che la circondano:
- fase che precede le principali compressioni
Si tratta di un evento distensivo a direzione submeridiana NNE-SSW che ha interessato il Matese e i Monti del Sannio all altezza del Miocene superiore;
- fase che post-data le principali compressioni
Si tratta di eventi distensivi a direzione submeridiana NE-SE (prevalente) e NW-SE che si sono manifestati dopo la fase compressiva del Pleistocene inferiore. Questa fase è contemporanea al maggior sollevamento della catena appenninica, all attività vulcanica HK del Roccamonfina, nonchè all instaurarsi del bacino lacustre di S. Massimo.
Gli studi svolti sui terremoti che hanno investito l area in tempi storici - vedi p.e. il disastroso terremoto di Bojano del 1805 responsabile di una distensione N18-30 dedotta da ricerche di paleosismicità e la sequenza sismica occorsa tra Campochiaro e Sassinoro nel 1997 che è stata il motore di una distensione N349 dedotta dall analisi dei meccanismi focali dimostrano che esse sono attive ancora oggi.
In particolare, per quanto riguarda l evento del 1805 legato alla faglia di Bojano, tenendo conto dei parametri caratteristici della struttura, abbiamo effettuato una stima della magnitudo attesa, dei tempi di ricorrrenza e della deformazione verticale accomodata al tetto della faglia.
Infine per l evento sismico del 1997, a fronte della sua bassa energia l analisi delle foto aeree ha consentito di individuare un lineamento a direzione NNE-SSW che attraversa la sua area epicentrale. Sul terreno al lineamento sono associate poche fratture sub-parallele di cui una sola è risultata essere una faglia normale inclinata di 60° verso E-SE. Si è pertanto ritenuto che il lineamento individuato sia l espressione superficiale di una struttura sismogenetica crostale attualmente a debole espressione energetica, ma che potrebbe riattivarsi in futuro per accomodare l attività anche di forti terremoti.
In definitiva, quanto sopra esposto ci ha portato a concludere che la sismicità recente e attuale, in uno con le associazioni di faglie con essa coincidenti, sia legata a partire dal Tardiglaciale a fasi tettoniche caratterizzate da assi sigma3 responsabili di una distensione sia in direzione NE-SO dominante (Faglie di Bojano e di Colli della Defenza), sia NO-SE subordinata (Conoide di Campochiaro e Sequenza sismica del 1997)
Attività antimicrobica e antitumorale di estratti dei ramoscelli di Celtis aetnensis (Tornab.) Strobl.
No full textIl genere Celtis (Ulmaceae) comprende circa 70 specie di alberi o arbusti diffusi principalmente nelle regioni temperate e tropicali dell Emisfero Nord. Alcune specie di Celtis sono impiegate in medicina tradizionale per la cura di lombalgie, disturbi gastrici, dolori addominali, nonché per la loro azione astringente e lenitiva in caso di diarrea, enterite ed infiammazione del cavo orale. Tali proprietà sono principalmente attribuibili a principi attivi contenuti nelle foglie, quali tannini, saponine e flavonoidi, ma, recentemente, alcuni studi fitochimici hanno mostrato che i ramoscelli delle specie di Celtis contengono betulina, acido gallico, acido 3,3 -di-O-metil-ellagico, acido ursolico, alcaloidi e triterpeni, sostanze che posseggono attività antiossidante e anti-tumorale. Lo scopo del lavoro è stato quello di valutare l'effetto di un estratto cloroformico ottenuto da ramoscelli di C. aetnensis in colture di cellule di carcinoma umano di colon (Caco 2). Inoltre abbiamo valutato l attività antimicrobica di C. aetnensis. Per valutare l attività antitumorale, l estratto è stato preparato mettendo a macerare i ramoscelli di Celtis per 48 h, evaporando la soluzione estrattiva in rotavapor, e riprendendo il residuo secco con MeOH 60%. E' stata valutata la vitalità cellulare, il rilascio di lattico deidrogenasi (LDH), i livelli di glutatione (GSH) e di ROS. Inoltre, al fine di individuare i meccanismi coinvolti nell'attività dell'estratto, abbiamo analizzato l'espressione di proteine implicate nella crescita cellulare e nell'apoptosi. I nostri dati hanno mostrato che l'estratto di C. aetnensis riduce la proliferazione cellulare, provoca una deplezione dose-dipendente di GSH con un incremento dei livelli intracellulari di ROS e modifica l espressione di proteine, quali HO-1 e caspasi. Inoltre, anche la vitalità cellulare risente in maniera significativa della presenza dell'estratto. . I risultati ottenuti nella presente ricerca indicano un significativo effetto di C. aetnensis sulle cellule Caco 2, suggerendo quindi un possibile impiego coadiuvante nella terapia classica antineoplastica. Per l analisi microbiologica dell estratto di C. aetnensis, sono stati preparati un decotto e due estratti alcolici, utilizzando foglie previamente essiccate all aria e polverizzate. Sono stati inoltre preparati un estratto etanolico ed uno n-butanolico. L estratto n-butanolico ha mostrato un attività antimicrobica migliore rispetto agli altri due (EtOH e H2O), in quanto è risultato attivo sia sui ceppi batterici Gram-positivi e Gram-negativi che sui miceti. L estratto etanolico ha mostrato, invece, maggiore attività nei confronti di E. coli (MIC 5120 µg/ml), C. krusei (MIC 2560 µg/ml) e C. parapsilosis (MIC 2560 µg/ml). Il decotto, infine, ha mostrato maggiore attività su S. pneumoniae (MIC 5120 µg/ml), E. faecalis (MIC 5120 µg/ml) e sui miceti testati (MIC 1280 µg/ml). Inoltre, l estratto n-butanolico potrebbe essere utilizzato in formulazioni per uso topico, in quanto ha mostrato una significativa attività antimicrobica ed antifungina