Efficient Heuristics for Scheduling Tasks on a Flo Shop Environment to Optimize Makespan

In modern manufacturing the trend is the development of Computer Integrated Manufacturing, CIM technologies which is a computerized integration of manufacturing activities (Design, Planning, Scheduling and Control) produces right products at right time to react quickly to the global competitive market demands. The productivity of CIM is highly depending upon the scheduling of Flexible Manufacturing System (FMS). Shorting the make span leads to decreasing machines idle time which results improvement in CIM productivity. Conventional methods of solving scheduling problems based on priority rules still result schedules, sometimes, with significant idle times. To optimize these, this paper model the problem of a flow shop scheduling with the objective of minimizing the makes pan. The work proposed here deal with the production planning problem of a flexible manufacturing system. This paper model the problem of a flow shop scheduling with the objective of minimizing the makes pan. The objective is to minimize the make span of batch-processing machines in a flow shop. The processing times and the sizes of the jobs are known and non-identical. The machines can process a batch as long as its capacity is not exceeded. The processing time of a batch is the longest processing time among all the jobs in that batch. The problem under study is NP-hard for makespan objective. Consequently, comparison based on Gupta’s heuristics, RA heuristic’s, Palmer’s heuristics, CDS heuristics are proposed in this work. Gantt chart was generated to verify the effectiveness of the proposed approaches

Neighbourhood Properties in Some Single Processor Scheduling Problem with Variable Efficiency and Additional Resources

In the paper, we consider a problem of scheduling a set of tasks on a single processor. Each task must be preprocessed before it can be started on a processor. The efficiency of preprocessing is variable, i.e., the rate of the task preprocessing depends on the amount of continuously divisible resource allotted to this task. This dependency is given by concave, continuous, non-negative and strictly increasing function of the resource amount. The total consumption of resource at each moment is upper bounded. The objective is to minimize the maximum task completion time. The considered problem is NP-hard. Such a problem appears, e.g., in steel mill systems, where ingots (before hot rolling on the blooming mill) have to achieve the required temperature in the preheating process in soaking pits. Some new properties of the problem are proved. These properties are used to construct the procedure for evaluation of the neighbourhood. The procedure is proposed to improve the efficiency of algorithms based on the neighbourhood concept, such as metaheuristics. The computational experiment is conducted to examine the efficiency of the proposed procedure. The described approach can be easily used in the other discrete-continuous scheduling problems

Tabu search for discrete-continuous scheduling problems with heuristic continuous resource allocation

Problems of scheduling non-preemptable, independent jobs on parallel identical machines under an additional continuous renewable resource to minimize the makespan are considered. Each job simultaneously requires for its processing a machine and an amount (unknown in advance) of the continuous resource. The processing rate of a job depends on the amount of the resource allotted to this job at a time. The problem is to find a sequence of jobs on machines and, simultaneously, a continuous resource allocation that minimize the makespan. A heuristic procedure for allocating the continuous resource is used. The tabu search metaheuristic to solve the considered problem is presented. The results produced by tabu search are compared with optimal solutions for small instances, as well as with the results generated by simple search methods - multi-start iterative improvement and random sampling for larger instances.Scheduling Discrete-continuous scheduling problems Tabu search

Modelação matemática como ferramenta de gestão e exploração de sistemas de distribuição de água

A redução das perdas em sistema de distribuição de água, até níveis considerados economicamente viáveis e tecnicamente aceitáveis, constitui um dos principais objectivos para a maior parte das Entidades Gestoras de serviços públicos de abastecimento de água, tendo em vista alcançar a médio e longo prazo a sustentabilidade do serviço prestado. Esta realidade tem vindo a ser evocada a nível internacional, e, em Portugal, está consagrada no PEAASAR 2007-2013, que fixa a necessidade de reduzir as perdas de água para valores inferiores a 20% (Objectivo operacional 2). Neste contexto, a implementação de Zonas de Medição e Controlo (ZMC), sectorização do sistema em subsistemas de menor dimensão, pode dar um excelente contributo para atingir esses objectivos. Embora a sectorização da rede não permita directamente o controlo das perdas, acaba por ser um instrumento crucial no que concerne à sua detecção, caracterização e distribuição espacial. Além disso, facilita a implementação de estratégias activas de controlo de perdas, o estabelecimento de prioridades de intervenção na rede, a gestão das pressões ao longo do dia em função dos consumos, o controlo da facturação e monitorização de parâmetros relacionados com a qualidade da água. Partindo deste pressuposto, duas novas metodologias são propostas neste trabalho como ferramentas de gestão e exploração de sistemas de distribuição de água. Sabendo que a ocorrência de perdas de água, na sua grande maioria, ocorre na rede de distribuição nos ramais de ligação, a primeira metodologia proposta baseia-se num modelo matemático de simulação hidráulica e nas melhores práticas internacionais para gestão das perdas de água através da redução da pressão à entrada do sistema ou subsistema (mais comum na prática). Esta metodologia permite estimar os benefícios económicos directos originados pela redução da pressão na rede, particularmente em termos da redução da produção de água. No entanto, outros benefícios, como por exemplo, a redução da frequência de roturas, redução dos custos de controlo activo de fugas, a redução do consumo de energia e a redução do número de reclamações de utilizadores, podem ser adicionados. Além disso, pode ser ainda usada para definir o nível económico de perdas, ou seja, o nível a partir do qual não haverá mais interesse económico em reduzir as perdas de água. A segunda metodologia proposta neste trabalho está relacionada com o estudo de viabilidade e sustentabilidade do projecto de sectorização de redes de distribuição de água, incluindo a gestão da pressão ao longo da rede e durante o horizonte de projecto. Além disso, pode ser usada para planear os investimentos necessários em diferentes momentos, durante o horizonte de projecto, de acordo com as reais necessidades e os recursos financeiros da Entidade Gestora. Baseia-se na teoria dos grafos (algoritmo de Floyd-Warshall) para definir a geometria ou limites entre ZMC, e num algoritmo de optimização (baseado na meta heurística Simulated Annealing) ligado a um simulador hidráulico em regime quase-permanente para estudar as condições de fronteira entre ZMC, tal como o reforço da capacidade de transporte da rede e a gestão da pressão durante o horizonte de projecto. Para testar o desempenho das duas aplicações computacionais desenvolvidas, no final deste documento apresentam-se vários estudos de caso e discutem-se os resultados obtidos.N/