Contribuições para o problema flow shop com bloqueio, tempos de setup dependentes da sequência e funções-objetivo hierárquicas sujeitas ao custo total de manutenção preventiva

• Autor(a) principal: Miyata, Hugo Hissashi
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18156/tde-05032020-085433/
• topic: flow shop; setup dependente da sequência; blocking; bloqueio; custos de manutenção preventiva; flow shop; preventive maintenance costs; programação de operações; scheduling; sequence-dependent setup times

O problema de programação de operações ou scheduling é um processo de decisão que desempenha um papel crucial em muitas indústrias de manufatura e de serviços. Sua essência concentra-se nas atividades de alocação e sequenciamento. Neste contexto, é de grande importância o desenvolvimento de técnicas que auxiliem na tomada de decisão da sequência de produção. De acordo com a revisão de literatura realizada nesta pesquisa, análises e proposição de técnicas de solução para o denominado ambiente de produção flow shop sem estoques intermediários entre as máquinas (bloqueio) vem ganhando notoriedade nas últimas décadas, na sua maioria, sem a adição de restrições adicionais. Levando-se em conta a lacuna encontrada na literatura para esta área, nesta tese são propostos métodos de solução para o problema de programação de operações em ambientes flow shop com m máquinas, considerando bloqueio, tempos de setup dependentes da sequência e ocorrência de manutenção preventiva. As funções-objetivo tratadas foram a minimização da duração total da programação e do tempo total de fluxo dado que o custo total de manutenção preventiva exigido pela sequência não ultrapasse um dado valor. Um modelo de programação linear inteira mista (MILP) e formas de cálculo das datas de início e término das tarefas. Uma busca local para avaliação do reposicionamento das MPs foi desenvolvida para minimização da função-objetivo. Métodos heurísticos (construtivos e metaheurísticas) encontrados para os problemas de minimização da duração total da programação (Cmax) e do tempo total de fluxo (Σ iCi) foram adaptados e propostos, no intuito de minimizar as funções-objetivo. Os métodos foram implementados e testados em dois cenários de ocorrência de manutenções preventivas, com instâncias de problemas de pequeno, médio e grande portes. Resultados estatísticos mostraram que em comparação com o MILP proposto, as metaheurísticas Iterated Greedy e GRASP(HPF2) obtiveram os melhores desempenhos para a minimização de Cmax e de ΣiCi, respectivamente, em problemas de pequeno porte. Para problemas de médio e grande portes, Iterated Greedy e Variable Block Insertion Heuristic (VBIH) apresentaram o melhor desempenho geral nos dois cenários avaliados. Por fim, pode-se constatar experimentalmente que a busca local proposta obteve melhorias significativas e expressivas na qualidade da solução gerada pelas metaheurísticas, o que sugere seu uso como parte da metodologia de solução dos problemas estudados.