Heuristic approaches for a flexible job-shop scheduling problem

• Autor(a) principal: Sousa, Sandra Isabel Ferreira de
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/17578
• topic: Heurística; Gestão de operações; Indústria transformadora; Engenharia e gestão industrial

Este trabalho aborda um novo tipo de problema de escalonamento que pode ser encontrado em várias aplicações do mundo-real, principalmente na indústria transformadora. Em relação à configuração do shop floor, o problema pode ser classificado como flexible job-shop, onde os trabalhos podem ter diferentes rotas ao longo dos recursos e as suas operações têm um conjunto de recursos onde podem ser realizadas. Outras características de processamento abordadas são: datas possíveis de início, restrições de precedência (entre operações de um mesmo trabalho ou entre diferentes trabalhos), capacidade dos recursos (incluindo paragens, alterações na capacidade e capacidade infinita) e tempos de setup (que podem ser dependentes ou independentes da sequência). O objetivo é minimizar o número total de trabalhos atrasados. Para resolver o novo problema de escalonamento proposto um modelo de programação linear inteira mista é apresentado e novas abordagens heurísticas são propostas. Duas heurísticas construtivas, cinco heurísticas de melhoramento e duas metaheurísticas são propostas. As heurísticas construtivas são baseadas em regras de ordenação simples, onde as principais diferenças entre elas dizem respeito às regras de ordenação utilizadas e à forma de atribuir os recursos às operações. Os métodos são designados de job-by-job (JBJ), operation-by-operation (OBO) e resource-by-resource (RBR). Dentro das heurísticas de melhoramento, a reassign e a external exchange visam alterar a atribuição dos recursos, a internal exchange e a swap pretendem alterar a sequência de operações e a reinsert-reassign é focada em mudar, simultaneamente, ambas as partes. Algumas das heurísticas propostas são usadas em metaheurísticas, nomeadamente a greedy randomized adaptive search procedure (GRASP) e a iterated local search (ILS). Para avaliar estas abordagens, é proposto um novo conjunto de instâncias adaptadas de problemas de escalonamento gerais do tipo flexible job-shop. De todos os métodos, o que apresenta os melhores resultados é o ILS-OBO obtendo melhores valores médios de gaps em tempos médios inferiores a 3 minutos.