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Comparação entre diferentes formas de obtenção da solução inicial para a aplicação do método Branch-and-Bound para solucionar problemas de sequenciamento em ambientes Flow-Shop com bloqueio

The objective of this paper is to compare the use of different methods to obtain an initial solution for the Branch-and-Bound algorithm with the objective of minimizing the makespan in a flow shop with zero buffer environment. As the problem is known to be NP-Hard, the Branch-and-Bound algorithm may...

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Autor principal: Sanches, Felipe Borreiro
Formato: Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma: Português
Publicado em: Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2022
Assuntos:
Otimização combinatória
Algoritmos
Programação heurística
Combinatorial optimization
Algorithms
Heuristic programming
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Acesso em linha: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28212
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spelling riut-1-282122022-05-03T06:08:55Z Comparação entre diferentes formas de obtenção da solução inicial para a aplicação do método Branch-and-Bound para solucionar problemas de sequenciamento em ambientes Flow-Shop com bloqueio Sanches, Felipe Borreiro Takano, Mauricio Iwama Takano, Mauricio Iwama Tomadon Júnior, José Souza, Vitor Miranda de Otimização combinatória Algoritmos Programação heurística Combinatorial optimization Algorithms Heuristic programming CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA The objective of this paper is to compare the use of different methods to obtain an initial solution for the Branch-and-Bound algorithm with the objective of minimizing the makespan in a flow shop with zero buffer environment. As the problem is known to be NP-Hard, the Branch-and-Bound algorithm may take great computational time to find the best solution. The use of an initial solution may reduce the computational time, by providing an initial upper bound. The efficiency of the use of an initial solution for the Branch-and-Bound algorithm is measured by comparing the traditional algorithm (without an initial solution) and four other algorithms which use different initial solutions provided by four different I phase constructive heuristics (according to Framinan et al., 2004 classification) each. The heuristic methods used to provide the initial solutions are: MM (Ronconi,2004); PF (McCormick et al., 1989); PW and wPF (Pan and Wang, 2012). The Branch-and-Bound algorithm used as well as the lower bound were proposed by Ronconi (2005). The five methods were tested using a 180 problems database. Results show that the use of an initial solution does reduce considerable computational time, mostly in large problems. Este trabalho tem o objetivo de comparar o uso de diferentes métodos para a obtenção de uma solução inicial para o algoritmo Branch-and-Bound com o objetivo de minimizar o makespan em um ambiente flow-shop sem estoque intermediário. Como o problema é conhecido por ser NP-Hard, o algoritmo Branch-and-Bound pode tomar muito tempo computacional para encontrar a melhor solução. A utilização de uma solução inicial pode reduzir o tempo computacional proporcionando um limitante superior inicial. A eficiência da utilização de uma solução inicial para o algoritmo Branch-and-Bound foi medida comparando o algoritmo tradicional (sem uma solução inicial) e quatro outros algoritmos que utilizam soluções iniciais diferentes fornecidas por quatro heurísticas construtivas de I fase (conforme classificação de Framinan et al.,2004). Os métodos heurísticos utilizados para fornecer as soluções iniciais são: MM (Ronconi, 2004); PF (McCormick et al., 1989); PW e wPF (Pan e Wang, 2012). O algoritmo Branch-and-Bound utilizado, bem como o limite inferior foram propostos por Ronconi (2005). Os cinco métodos foram testados utilizando uma base de dados 180 problemas. Os resultados mostram que o uso de uma solução inicial é capaz de reduzir o tempo computacional considerável, principalmente em problemas de grande porte. 2022-05-03T00:15:44Z 2022-05-03T00:15:44Z 2015 bachelorThesis SANCHES, Felipe Borreiro. Comparação entre diferentes formas de obtenção da solução inicial para a aplicação do método Branch-and-Bound para solucionar problemas de sequenciamento em ambientes Flow-Shop com bloqueio. 2015. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2015. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28212 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Cornelio Procopio Brasil Engenharia Mecânica UTFPR
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Sanches, Felipe Borreiro
Comparação entre diferentes formas de obtenção da solução inicial para a aplicação do método Branch-and-Bound para solucionar problemas de sequenciamento em ambientes Flow-Shop com bloqueio
description The objective of this paper is to compare the use of different methods to obtain an initial solution for the Branch-and-Bound algorithm with the objective of minimizing the makespan in a flow shop with zero buffer environment. As the problem is known to be NP-Hard, the Branch-and-Bound algorithm may take great computational time to find the best solution. The use of an initial solution may reduce the computational time, by providing an initial upper bound. The efficiency of the use of an initial solution for the Branch-and-Bound algorithm is measured by comparing the traditional algorithm (without an initial solution) and four other algorithms which use different initial solutions provided by four different I phase constructive heuristics (according to Framinan et al., 2004 classification) each. The heuristic methods used to provide the initial solutions are: MM (Ronconi,2004); PF (McCormick et al., 1989); PW and wPF (Pan and Wang, 2012). The Branch-and-Bound algorithm used as well as the lower bound were proposed by Ronconi (2005). The five methods were tested using a 180 problems database. Results show that the use of an initial solution does reduce considerable computational time, mostly in large problems.
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