Browsing by Author "Santos, Renata da Costa"
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- Escalonamento de trabalhos com trocas de ferramentasPublication . Santos, Renata da Costa; Mota, Alzira Maria Teixeira daEste trabalho tem como principal objetivo resolver o problema de escalonamento de trabalhos em máquinas paralelas com trocas de ferramentas, considerando ainda setups dependentes da sequência e recursos adicionais. Este estudo surgiu de um problema real, de uma empresa do ramo metalúrgico, que produz ferramentas de alta precisão. Em primeiro lugar, foi desenvolvido um novo modelo de programação linear inteira mista, com o objetivo de minimizar o makespan, isto é, o tempo de conclusão de todos os trabalhos. O modelo foi implementado em Python através da biblioteca Pulp e do solver CPLEX. Os resultados demonstraram que este método é uma boa escolha para instâncias de menor dimensão, devido à boa qualidade das soluções e ao baixo tempo computacional, menos de 1 segundo para uma instância com 3 trabalhos e cerca de 2 minutos para uma instância com 14 trabalhos. Contudo, não conseguiu fornecer soluções viáveis para instâncias maiores em tempos computacionais aceitáveis. Por forma a ultrapassar essa limitação, implementou-se o Simulated Annealing, uma metaheurística que se diferencia das outras pelo facto de aceitar soluções piores com base em probabilidades. Foram incorporadas outras características do problema que não tinham sido desenvolvidas no modelo matemático, como a restrição de operadores para as etapas de setup. Esta meta-heurística também foi implementada em Python e foram realizados vários cenários de teste com objetivos diferentes e alguns casos de multiobjectivo. Os resultados da sua implementação demonstraram admissibilidade e estabilidade das soluções, denotando uma boa parametrização realizada. Este método permitiu encontrar soluções para as instâncias de maiores dimensões e em tempo computacional razoável para a indústria. Por exemplo, para uma instância real da indústria metalúrgica com 10 máquinas, 33 trabalhos e 40 ferramentas, o tempo computacional foi aproximadamente de 15 minutos. Por fim, foi ainda desenvolvida uma heurística construtiva com base numa regra de ordenação dos trabalhos, colocando em primeiro aqueles que requerem mais ferramentas. Esta heurística necessita do input prévio da atribuição dos trabalhos às máquinas. Os resultados refutaram a ideia que colocando primeiramente os trabalhos com mais ferramentas, se evitavam trocas ao longo do processo. Na maioria dos casos, os resultados não foram melhores em relação à solução gerada pela meta-heurística sob as mesmas condições de objetivo de minimização do número de trocas de ferramentas. Este trabalho fornece algumas contribuições relevantes, nomeadamente a proposta de um novo modelo matemático e a evidência que as meta-heurísticas podem ser muito úteis na resolução deste tipo de problemas de escalonamento em ambiente industrial.