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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.3.2012.tde-13062013-164920
Documento
Autor
Nome completo
Sergio Wilson Gomez Morales
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2012
Orientador
Banca examinadora
Ronconi, Débora Pretti (Presidente)
Mesquita, Marco Aurélio de
Morabito Neto, Reinaldo
Título em português
Formulações matemáticas e estratégias de resolução para o problema job shop clássico.
Palavras-chave em português
Heurísticas construtivas
Programação linear inteira mista
Scheduling
Resumo em português
O ambiente produtivo denominado job shop representa empresas manufatureiras com características como: alta variedade de produtos, volume baixo de produção e uma fábrica dividida em áreas funcionais. O problema abordado neste trabalho trata da determinação do programa de produção (scheduling) de cada lote de produtos no ambiente job shop, com a premissa de que cada produto a ser elaborado surge através de um pedido realizado pelo cliente com especificações e particularidades próprias. O objetivo do trabalho é apresentar e examinar de forma detalhada as formulações matemáticas do tipo linear inteira mista (PLIM), encontradas na literatura para o ambiente que consideram a função objetivo do makespan. Além disso, se estabelece uma nova formulação matemática que auxilia a simulação do ambiente. Todas as formulações foram comparadas através de suas dimensões e testes computacionais. Adicionalmente são apresentadas três diferentes estratégias de resolução que permitem a exploração de soluções obtidas através de diferentes metodologias. A primeira estratégia estabelece para cada instância uma solução inicial que promove uma redução do número de combinações a serem avaliadas pelo software, a segunda estratégia combina duas formulações tornando uma formulação unificada, e a terceira estratégia, estabelece um processo que utiliza duas formulações de forma consecutiva compondo um procedimento sistemático. Experimentos computacionais indicam que a formulação com melhor desempenho para o problema de job shop é a formulação de Manne (1960) por obter o melhor limitante superior (upper bound). A formulação proposta apresenta o melhor limitante inferior (lower bound). Todas as formulações melhoram seus resultados através do uso das estratégias propostas.
Título em inglês
Integer programming formulations and resolutions strategies for the classic job shop problem.
Palavras-chave em inglês
Constructive heuristics
Mixed integer programming formulations
Scheduling
Resumo em inglês
The operational job shop environment, represents manufacturing companies with high product variety, low volume production and an organization divided into functional areas. The problem addressed in this work determines the production schedule of each batch production, with the premise that each product results from a request made by the client with specifications and its own particularities. The main objective here is to present and to examine in detail the mathematical integer - linear program formulations (MILP) from the literature for the job shop classic environment, which considers the makespan objective. Furthermore, a new mathematical formulation is provided to help with the simulation of the environment. All the formulations were compared by mathematical dimensions and computational tests. In addition, three different strategies are presented to promote the exploration of solutions obtained from new methodologies. The first strategy defines an initial solution for each problem and promotes a reduction of the combination number to be evaluated by the software. The second strategy considers the combination of two mathematical formulations under one objective function. The third strategy establishes a procedure in which two mathematical formulations are used consecutively, creating a systematic procedure. Computational experiments demonstrate that the best formulation for the job shop problem is the Manne (1960) formulation, since it obtains the best upper bound. The proposal formulation obtains the best lower bound. All of the formulations improve their results through the use of the proposed strategies.
 
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Data de Publicação
2013-06-20
 
AVISO: O material descrito abaixo refere-se a trabalhos decorrentes desta tese ou dissertação. O conteúdo desses trabalhos é de inteira responsabilidade do autor da tese ou dissertação.
  • MORALES, S.W.G., e RONCONI, D. P. Formulações de programação inteira para o problema de sequenciamento job shop clássico. In XVIII SIMPÓSIO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO, BAURU/SP, 2011. ANAIS DO XVIII SIMPÓSIO DE ENGEMHARIA DE PRODUÇÃO., 2011.
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