Sessenta anos de Shop Scheduling : uma revisão sistemática da literatura

Orientador : Prof. Dr. Cassius Tadeu ScarpinDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. Defesa: Curitiba, 09/02/2017Inclui referências : f. 449-492Resumo: Desde o seminal artigo de Johnson em 1954, a Programação da Produção em Shop Scheduling tem se tornado uma área relevante dentro da Pesquisa Operacional e, atualmente, duzentos trabalhos tangentes à temática são publicados anualmente. Dentre os artigos aqui citados tem-se aqueles que se dedicam à apresentação e síntese do estado da arte desse assunto, intitulados artigos de revisão. Quando tais artigos são elaborados a partir de um conjunto objetivo de critérios, relativos à categorização dos artigos selecionados, tem-se a Revisão Sistemática da Literatura (RSL). O presente trabalho realiza uma RSL em Shop Scheduling, a partir da análise de cada ambiente fabril que o compõe. Fez-se o escrutínio de 560 artigos, à luz de um conjunto de métricas, que constitui a estrutura basilar da proposta de nova taxonomia do Shop Scheduling, complementar à notação de Graham, objetivo fulcral do presente trabalho. Além disso, utilizou-se uma representação em redes dos resultados obtidos em algumas das métricas empregadas, como a característica dos itens, algo outrora inaudito em estudos de revisão desse assunto. Ademais, outro ponto relevante desse estudo repousa na identificação de campos pouco explorados, de modo a colaborar com a pesquisa futura neste tomo. Palavras-chave: Shop Scheduling. Revisão Sistemática da Literatura. Taxonomia. Representação em Redes.Abstract: Since Johnson's seminal article in 1954, Shop Scheduling in Production Scheduling has become a relevant area within Operational Research, and currently hundreds of tangential works on the subject are published annually. Among the articles cited here are those dedicated to the presentation and synthesis of the state of the art of this subject, which are entitled review articles. When these articles are elaborated from an objective set of criteria, regarding the categorization of the selected articles, we have the Systematic Review of Literature (SLR). The present work performs a SLR in Shop Scheduling, based on the analysis of each manufacturing environment that composes it. There were 560 articles scrutinized based on a set of metrics, which is the basic structure of the proposed new Taxonomy of Shop Scheduling, complementary to Graham's notation, the main objective of this work. In addition to that a network representation of the results was obtained in some of the metrics used, such as the job characteristics, something previously unheard of in review studies of this subject. Moreover, another relevant point of this study lies in the identification of less explored fields in order to collaborate with future research in this matter. Keywords: Shop Scheduling. Systematic Literature Review. Taxonomy. Network Representation

Mejora de tiempos de entrega en un flow shop híbrido flexible usando técnicas inteligentes. Aplicación en la industria de tejidos técnicos

Se busca aportar herramientas útiles para la programación de producción en la industria de tejidos técnicos. Se parte de las condiciones actuales de la programación de producción en este tipo de industria y de los antecedentes en la literatura científica sobre modelos aplicables a estos entornos. Se propone un modelo de solución por técnicas inteligentes a la problemática de la secuenciación y asignación de tareas en los entornos flow shop híbrido flexible considerando situaciones como: paralelismo entre máquinas no relacionadas, tiempos de montaje dependientes de la secuencia, entrada dinámica de trabajos, restricción de elegibilidad, maleabilidad y lotes de transferencia variables entre etapas. De allí se construye la propuesta de solución que involucra simultáneamente todas las condiciones de entorno real mencionadas y aplica un algoritmo genético modificado de acuerdo a las características del problema. Se concluye que el modelado considerando condiciones realistas es posible, que los algoritmos genéticos son una opción práctica para entornos reales y que las empresas pueden obtener mejoras en su capacidad de respuesta con este tipo de solucionesAbstract : It seeks to provide useful tools for production scheduling in the technical textiles industry. It begins in the current conditions of production scheduling in this type of industry and the background in scientific literature, applicable to these environments models. The mathematical model to solve the problem of sequencing and assigning jobs in Flexible hybrid flow shop environments is developed considering: unrelated parallel machines, sequence dependent setup time, dynamic entry of jobs, availability constrain, malleability and variable transfer batches between stages. The solution proposal is build including all actual environment features considered together and applying a modified genetic algorithm modeled according to the problem. It is concluded that the model of scheduling problems considering realistic conditions is possible, that genetic algorithms are a practical option for real environments, and that companies can achieve improvements in their responsiveness with this kind of solutionsDoctorad

Numerical and Evolutionary Optimization 2020

This book was established after the 8th International Workshop on Numerical and Evolutionary Optimization (NEO), representing a collection of papers on the intersection of the two research areas covered at this workshop: numerical optimization and evolutionary search techniques. While focusing on the design of fast and reliable methods lying across these two paradigms, the resulting techniques are strongly applicable to a broad class of real-world problems, such as pattern recognition, routing, energy, lines of production, prediction, and modeling, among others. This volume is intended to serve as a useful reference for mathematicians, engineers, and computer scientists to explore current issues and solutions emerging from these mathematical and computational methods and their applications

Algorithms for vehicle routing problems with heterogeneous fleet, flexible time windows and stochastic travel times

Orientador: Vinícius Amaral ArmentanoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Este trabalho aborda três variantes multiatributo do problema de roteamento de veículos. A primeira apresenta frota heterogênea, janelas de tempo invioláveis e tempos de viagem determinísticos. Para resolvê-la, são propostos algoritmos ótimos baseados na decomposição de Benders. Estes algoritmos exploram a estrutura do problema em uma formulação de programação inteira mista, e três diferentes técnicas são desenvolvidas para acelerá-los. A segunda variante contempla os atributos de frota heterogênea, janelas de tempo flexíveis e tempos de viagem determinísticos. As janelas de tempo flexíveis permitem o início do serviço nos clientes com antecipação ou atraso limitados em relação às janelas de tempo invioláveis, com custos de penalidade. Este problema é resolvido por extensões dos algoritmos de Benders, que incluem novos algoritmos de programação dinâmica para a resolução de subproblemas com a estrutura do problema do caixeiro viajante com janelas de tempo flexíveis. A terceira variante apresenta frota heterogênea, janelas de tempo flexíveis e tempos de viagem estocásticos, sendo representada por uma formulação de programação estocástica inteira mista de dois estágios com recurso. Os tempos de viagem estocásticos são aproximados por um conjunto finito de cenários, gerados por um algoritmo que os descreve por meio da distribuição de probabilidade Burr tipo XII, e uma matheurística de busca local granular é sugerida para a resolução do problema. Extensivos testes computacionais são realizados em instâncias da literatura, e as vantagens das janelas de tempo flexíveis e dos tempos de viagem estocásticos são enfatizadasAbstract: This work addresses three multi-attribute variants of the vehicle routing problem. The first one presents a heterogeneous fleet, hard time windows and deterministic travel times. To solve this problem, optimal algorithms based on the Benders decomposition are proposed. Such algorithms exploit the structure of the problem in a mixed-integer programming formulation, and three algorithmic enhancements are developed to accelerate them. The second variant comprises a heterogeneous fleet, flexible time windows and deterministic travel times. The flexible time windows allow limited early and late servicing at customers with respect to their hard time windows, at the expense of penalty costs. This problem is solved by extensions of the Benders algorithms, which include novel dynamic programming algorithms for the subproblems with the special structure of the traveling salesman problem with flexible time windows. The third variant presents a heterogeneous fleet, flexible time windows and stochastic travel times, and is represented by a two-stage stochastic mixed-integer programming formulation with recourse. The stochastic travel times are approximated by a finite set of scenarios generated by an algorithm which describes them using the Burr type XII distribution, and a granular local search matheuristic is suggested to solve the problem. Extensive computational tests are performed on instances from the literature, and the advantages of flexible windows and stochastic travel times are stressed.DoutoradoAutomaçãoDoutor em Engenharia Elétrica141064/2015-3CNP