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Proposição de algoritmo simulated annealing para programação em flow shops paralelos proporcionais com tempos de setup explícitos

Helio Yochihiro Fuchigami
2014 Revista Produção Online  
Resumo: Este trabalho aborda o problema de otimização da duração total da programação (makespan) em dois flow shops paralelos proporcionais com tempos de setup explícitos e independentes da sequência de tarefas. O problema de programação em flow shops paralelos é um caso específico do conhecido flow shop híbrido, caracterizado por sistemas produtivos multiestágio com mais de uma máquina operando em paralelo em cada estágio, e muito frequente em vários tipos de indústrias como química,
more » ... química, eletrônica, automotiva, farmacêutica e alimentícia. Este trabalho objetivou propor seis algoritmos Simulated Annealing e seus respectivos esquemas de perturbação, além de um algoritmo para geração da sequência inicial, para solução do problema descrito. Este estudo pode ser classificado como "pesquisa aplicada" quanto à natureza, "pesquisa exploratória" quanto aos objetivos e "pesquisa experimental" quanto aos procedimentos, além da abordagem "quantitativa". Os algoritmos propostos mostraram-se eficazes quanto a solução e eficientes computacionalmente. Os resultados da Análise de Variância (ANOVA) revelaram que não existe diferença significativa entre os esquemas de perturbação em termos do makespan. Sugere-se a utilização do esquema PS4, que faz o deslocamento de uma subsequência de tarefas, por ter fornecido a melhor porcentagem de sucesso. Verificou-se também que é significativa a diferença entre os resultados dos algoritmos para cada valor do fator de proporcionalidade dos tempos de processamento e de setup dos flow shops. Palavras-chave: Programação da produção. Flow shops paralelos. Simulated annealing. Tempos de setup. Abstract: This article addresses the problem of minimizing makespan on two parallel flow shops with proportional processing and setup times. The setup times are separated and sequence-independent. The parallel flow shop scheduling problem is a specific case of well-known hybrid flow shop, characterized by a multistage production system with more than one machine working in parallel at each stage. This situation is very common in various kinds of companies like chemical, electronics, automotive, pharmaceutical and food industries. This work aimed to propose six Simulated Annealing algorithms, their perturbation schemes and an algorithm for initial sequence generation. This study can be classified as "applied research" regarding the nature, "exploratory" about the objectives and "experimental" as to procedures, besides the "quantitative" approach. The proposed algorithms were effective regarding the solution and computationally efficient. Results of Analysis of Variance (ANOVA) revealed no significant difference between the schemes in terms of makespan. It's suggested the use of PS4 scheme, which moves a subsequence of jobs, for providing the best percentage of success. It was also found that there is a significant difference between the results of the algorithms for each value of the proportionality factor of the processing and setup times of flow shops.
doi:10.14488/1676-1901.v14i3.1631 fatcat:m3644git4fafnpfexq35wu3d74