Desenvolvimento de um algoritmo de busca em vizinhança variável para o problema de sequenciamento de produção em job shops flexíveis

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Feliciano, Luana Fiori
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12298
Resumo: A crescente competitividade no ambiente organizacional tem estimulado uma maior flexibilidade de processos e máquinas por parte das indústrias de manufatura. Isso faz com que ambientes industriais caracterizados como Job Shop Flexível, que possuem ordens de produção com diferentes roteiros produtivos e máquinas capazes de realizar diferentes operações, sejam cada vez mais comuns. O sequenciamento de produção em job shop flexível é um processo decisório importante a ser realizado pelas fábricas, o qual consiste em designar as operações às máquinas e definir a ordem em que elas serão executadas em casa máquina. Esse processo decisório é denominado como problema de sequenciamento de job shop flexível (FJSP), que é um problema classificado como NP-Difícil na literatura científica, sendo de alta complexidade de resolução em tempos computacionais curtos. Para resolução deste problema, este trabalho propõe um algoritmo baseado na metaheurística Variable Neighborhood Search (VNS). Sendo assim, quatro procedimentos de busca em vizinhança variável foram desenvolvidos em quatro diferentes configurações, a fim de se solucionar o FJSP, minimizando o makespan. Para testes do algoritmo, 198 instâncias da literatura foram utilizadas, além da aplicação em um caso ilustrativo para análise de viabilidade de aplicação em empresas reais. Os resultados obtidos demonstram a capacidade do algoritmo em alcançar soluções competitivas quando comparadas com as melhores soluções conhecidas na literatura. Além disso, o caso ilustrativo exemplifica como o método proposto poderia se adequar a uma situação real, apresentando resultados melhores do que soluções aleatórias.
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O sequenciamento de produção em job shop flexível é um processo decisório importante a ser realizado pelas fábricas, o qual consiste em designar as operações às máquinas e definir a ordem em que elas serão executadas em casa máquina. Esse processo decisório é denominado como problema de sequenciamento de job shop flexível (FJSP), que é um problema classificado como NP-Difícil na literatura científica, sendo de alta complexidade de resolução em tempos computacionais curtos. Para resolução deste problema, este trabalho propõe um algoritmo baseado na metaheurística Variable Neighborhood Search (VNS). Sendo assim, quatro procedimentos de busca em vizinhança variável foram desenvolvidos em quatro diferentes configurações, a fim de se solucionar o FJSP, minimizando o makespan. Para testes do algoritmo, 198 instâncias da literatura foram utilizadas, além da aplicação em um caso ilustrativo para análise de viabilidade de aplicação em empresas reais. Os resultados obtidos demonstram a capacidade do algoritmo em alcançar soluções competitivas quando comparadas com as melhores soluções conhecidas na literatura. Além disso, o caso ilustrativo exemplifica como o método proposto poderia se adequar a uma situação real, apresentando resultados melhores do que soluções aleatórias.The growing competitiveness in the organizational environment has stimulated the increase in the flexibility of process and machines by manufacturing industries. In order to comply with this, industrial environment characterized as Flexible Job Shop, wich have production orders with different production routings and machines capable of process different operations, has become more common. The flexible job shop scheduling is an important decision making process for factories, which consists of assign the operations to machines and define a sequence in which they will be processed on each machine. This decision making process, called Flexible Job Shop Problem (FJSP), is a problem classified as NP-hard in the scientific literature, with high resolution complexity in short computational times. To solve this problem, this paper proposes an algorithm based on a metaheuristc called Variable Neighborhood Search. Therefore, four local search procedures with systematic neighborhood changes were developed in four different configurations in order to solve the FJSP minimizing the makespan. For algorithm tests, 198 benchmark problems were used, besides the application in an illustrative case, in order to analyze the feasibility of application in real companies. The results obtained demonstrate the ability of the algorithm to reach competitive solutions when compared to the best known solutions in the literature. Furthermore, the illustrative case exemplifies how the proposed method could be appropriate for a real situation with better results than random solutions.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáLondrinaEngenharia de ProduçãoUTFPRBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAOControle de produçãoProgramação (Matemática)Algorítmos genéticosProduction controlProgramming (Mathematics)Genetic algorithmsDesenvolvimento de um algoritmo de busca em vizinhança variável para o problema de sequenciamento de produção em job shops flexíveisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisLondrinaLima, Rafael Henrique PalmaSantos, Bruno Samways dosFerreira, Marco AntonioLima, Rafael Henrique PalmaFeliciano, Luana Fioriinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALLD_COENP_2019_2_10.pdfapplication/pdf2558307http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/12298/1/LD_COENP_2019_2_10.pdf501dacb0f65eb90f2f2a7284ec12008dMD51LICENSElicense.txttext/plain1290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/12298/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTLD_COENP_2019_2_10.pdf.txtExtracted texttext/plain176219http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/12298/3/LD_COENP_2019_2_10.pdf.txt7436c2c56541de051910d4cda8884effMD53THUMBNAILLD_COENP_2019_2_10.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1345http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/12298/4/LD_COENP_2019_2_10.pdf.jpg3c716c0ace3135549d850186c7863acaMD541/122982020-11-16 09:41:59.747oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/12298TmEgcXVhbGlkYWRlIGRlIHRpdHVsYXIgZG9zIGRpcmVpdG9zIGRlIGF1dG9yIGRhIHB1YmxpY2HDp8OjbywgYXV0b3Jpem8gYSBVVEZQUiBhIHZlaWN1bGFyLCAKYXRyYXbDqXMgZG8gUG9ydGFsIGRlIEluZm9ybWHDp8OjbyBlbSBBY2Vzc28gQWJlcnRvIChQSUFBKSBlIGRvcyBDYXTDoWxvZ29zIGRhcyBCaWJsaW90ZWNhcyAKZGVzdGEgSW5zdGl0dWnDp8Ojbywgc2VtIHJlc3NhcmNpbWVudG8gZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCBkZSBhY29yZG8gY29tIGEgTGVpIG5vIDkuNjEwLzk4LCAKbyB0ZXh0byBkZXN0YSBvYnJhLCBvYnNlcnZhbmRvIGFzIGNvbmRpw6fDtWVzIGRlIGRpc3BvbmliaWxpemHDp8OjbyByZWdpc3RyYWRhcyBubyBpdGVtIDQgZG8gCuKAnFRlcm1vIGRlIEF1dG9yaXphw6fDo28gcGFyYSBQdWJsaWNhw6fDo28gZGUgVHJhYmFsaG9zIGRlIENvbmNsdXPDo28gZGUgQ3Vyc28gZGUgR3JhZHVhw6fDo28gZSAKRXNwZWNpYWxpemHDp8OjbywgRGlzc2VydGHDp8O1ZXMgZSBUZXNlcyBubyBQb3J0YWwgZGUgSW5mb3JtYcOnw6NvIGUgbm9zIENhdMOhbG9nb3MgRWxldHLDtG5pY29zIGRvIApTaXN0ZW1hIGRlIEJpYmxpb3RlY2FzIGRhIFVURlBS4oCdLCBwYXJhIGZpbnMgZGUgbGVpdHVyYSwgaW1wcmVzc8OjbyBlL291IGRvd25sb2FkLCB2aXNhbmRvIGEgCmRpdnVsZ2HDp8OjbyBkYSBwcm9kdcOnw6NvIGNpZW50w61maWNhIGJyYXNpbGVpcmEuCgogIEFzIHZpYXMgb3JpZ2luYWlzIGUgYXNzaW5hZGFzIHBlbG8ocykgYXV0b3IoZXMpIGRvIOKAnFRlcm1vIGRlIEF1dG9yaXphw6fDo28gcGFyYSBQdWJsaWNhw6fDo28gZGUgClRyYWJhbGhvcyBkZSBDb25jbHVzw6NvIGRlIEN1cnNvIGRlIEdyYWR1YcOnw6NvIGUgRXNwZWNpYWxpemHDp8OjbywgRGlzc2VydGHDp8O1ZXMgZSBUZXNlcyBubyBQb3J0YWwgCmRlIEluZm9ybWHDp8OjbyBlIG5vcyBDYXTDoWxvZ29zIEVsZXRyw7RuaWNvcyBkbyBTaXN0ZW1hIGRlIEJpYmxpb3RlY2FzIGRhIFVURlBS4oCdIGUgZGEg4oCcRGVjbGFyYcOnw6NvIApkZSBBdXRvcmlh4oCdIGVuY29udHJhbS1zZSBhcnF1aXZhZGFzIG5hIEJpYmxpb3RlY2EgZG8gQ8OibXB1cyBubyBxdWFsIG8gdHJhYmFsaG8gZm9pIGRlZmVuZGlkby4gCk5vIGNhc28gZGUgcHVibGljYcOnw7VlcyBkZSBhdXRvcmlhIGNvbGV0aXZhIGUgbXVsdGljw6JtcHVzLCBvcyBkb2N1bWVudG9zIGZpY2Fyw6NvIHNvYiBndWFyZGEgZGEgCkJpYmxpb3RlY2EgY29tIGEgcXVhbCBvIOKAnHByaW1laXJvIGF1dG9y4oCdIHBvc3N1YSB2w61uY3Vsby4KRepositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2020-11-16T11:41:59Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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