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

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 produc...

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Autor principal:	Feliciano, Luana Fiori
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Controle de produção Programação (Matemática) Algorítmos genéticos Production control Programming (Mathematics) Genetic algorithms CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12298
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spelling	riut-1-122982020-11-16T11:41:59Z Desenvolvimento de um algoritmo de busca em vizinhança variável para o problema de sequenciamento de produção em job shops flexíveis Feliciano, Luana Fiori Lima, Rafael Henrique Palma Santos, Bruno Samways dos Ferreira, Marco Antonio Lima, Rafael Henrique Palma Controle de produção Programação (Matemática) Algorítmos genéticos Production control Programming (Mathematics) Genetic algorithms CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO 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. 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. 2020-11-16T11:41:59Z 2020-11-16T11:41:59Z 2019-11-19 bachelorThesis FELICIANO, Luana Fiori. Desenvolvimento de um algoritmo de busca em vizinhança variável para o problema de sequenciamento de produção em job shops flexíveis. 2019. 106 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2019. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/12298 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Londrina Brasil Engenharia de Produção UTFPR
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description	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.
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