Meta-heurísticas para o problema de sequenciamento de lotes de tarefas em máquinas paralelas

• Autor(a) principal: Fidelis, Michele Bernardino
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/21644
• topic: Heurística; Algorítimos; Máquinas; Solução de problemas; Otimização combinatória; Ciência da Computação

Este trabalho aborda um problema de sequenciamento (scheduling) onde as tarefas são processadas em lotes em máquinas paralelas idênticas. Neste problema uma má- quina pode executar um conjunto (lote) de tarefas simultaneamente. Além disso, as tarefas são classificadas em famílias, onde uma família agrupa tarefas que possuam alguma característica em comum. Assim, os lotes devem conter somente tarefas de uma mesma família. O problema também considera tarefas com diferentes tempos de chegada (release times) e tempos de processamento. As tarefas possuem ainda uma data de entrega e uma prioridade. O problema consiste em determinar os lo- tes (grupos) de tarefas para serem sequenciados nas máquinas de tal maneira que o atraso total ponderado das tarefas seja minimizado. O problema envolvendo se- quenciamento de lotes, que é uma extensão do sequenciamento de tarefas clássico (onde uma máquina processa somente uma tarefa por vez), possui muitas aplicações reais, como em indústrias de fundição, de fabricação de móveis, de processamento de metais, de processamento de alimentos, farmacêuticas e de semicondutores. Para resolver o problema abordado, três algoritmos baseados em meta-heurísticas foram desenvolvidos: Adaptive Large Neighborhood Search (ALNS), Iterated Greedy (IG) e Simulated Annealing (SA). Todos estes algoritmos utilizam técnicas de busca em vizinhança para melhorar a qualidade de uma solução. As meta-heurísticas ALNS, IG e SA possuem estruturas simples e elas têm sido aplicadas satisfatoriamente para resolver diferentes problemas de otimização combinatória, especialmente problemas de sequenciamento da produção, o que justifica a utilização para o problema em es- tudo. Experimentos computacionais, utilizando dados da literatura foram realizados a fim de avaliar o desempenho dos algoritmos. Os resultados são comparados com os resultados gerados por dois algoritmos da literatura (Memetic Algorithm e Variable Neighborhood Search) e com os resultados da resolução do modelo matemático do problema. Os experimentos e testes realizados demonstram que os algoritmos de- senvolvidos neste trabalho geram soluções válidas de excelente qualidade superando as melhores soluções apresentadas na literatura.