O PROBLEMA DE SCHEDULING EM JOB-SHOP

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O PROBLEMA DE SCHEDULING EM JOB-SHOP

• SOLUÇÃO POR APROXIMAÇÃO

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Estrutura

• Definição (revisão)
• Métodos para solução do JSSP
• Comentários

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Estrutura

• Definição (revisão)
• Métodos para solução do JSSP
• Comentários

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JSSP

• Especificamente, o Job-Shop pode ser definido
  como sendo um conjunto de N jobs JJ1, J2, ...,
  JN a serem processados em M máquinas disponíveis
  MM1, M2, ..., MM.
• Cada job possui uma ordem de execução específica
  entre cada uma das máquinas, ou seja, um job é
  composto de uma lista ordenada de operações, cada
  qual definida pela máquina requerida e pelo tempo
  de processamento na mesma.

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O JSSP

• As restrições que podem ser seguidas são
• Operações não podem ser interrompidas, e cada
  máquina pode processar apenas uma operação de
  cada vez
• Cada job só pode ser processado em apenas uma
  máquina por vez
• Cada job é processado por uma seqüência
  conhecida de operações
• Não existe restrições de precedência entre
  operações de diferentes jobs
• Não existe relação de precedência entre as
  operações executadas por uma mesma máquina

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Estrutura

• Definição (revisão)
• Métodos para solução do JSSP
• Comentários

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Métodos para solução do JSSP

• Métodos exatos
• Programação linear inteira mixta (1960)
• Branch and Bound
• Métodos aproximados (heurísticas)
• Regras de prioridade de despacho
• Bases de conhecimento
• Inteligência artificial (redes neurais)
• Métodos de busca local e meta-heurísticas

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Soluções exatas (ótimas)

• As soluções ótimas são usualmente utilizadas na
  pesquisa operacional apenas para solução de
  pequenos problemas clássicos de JSS devido a sua
  inerente intratabilidade.
• As técnicas mais empregadas são Branch-and-bound
  (BB), programação inteira mixta e programação
  dinâmica.
• Métodos sofisticados de BB foram utilizados para
  reduzir makespans em JSSP clássicos. Resolveram
  casos pequenos em tempo rasoável, entretanto não
  obtiveram mesma performance para casos médios e
  grandes.

(CANDIDO, 1997)
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Soluções Exatas x Heurísticas

• Problema de sequenciamento em ambiente job-shop
• Solução ótima n!m iterações
• Solução por regra heurística nm iterações
• onde n no. tarefas e m no. máquinas.
• (ZHOU et al.,2001 apud MONTEVECHI et al, 2002)

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Métodos para solução do JSSP

• Formulação matemática
• Programação linear inteira mixta (1960)
• Branch and Bound
• Métodos aproximados (heurísticas)
• Regras de prioridade de despacho
• Heurísticas baseadas em gargalos
• Inteligência Artificial (constraint satisfaction
  approach, neural networks)
• Métodos de busca local

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Regras de prioridade de despacho

• As regras de despacho determinam a operação a ser
  processada a seguir em um dado equipamento, a
  partir de um conjunto de operações a serem
  programadas.
• São, provavelmente, o método mais popular para
  agendamento de tarefas em job-shops reais
  complexos e são facilmente adaptáveis em
  algoritmos de geração de programação e também em
  pacotes comerciais para tanto.
• Apresentam baixo custo computacional.

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Regras de prioridade de despacho

• Regras de prioridade podem basear-se em
• Tempos de processamento
• SPT shortest processing time
• LPT longest processing time
• e outras
• Datas finais de entrega
• EDD Earliest Due Date
• LDD Latest Due Date
• e outras
• Custos
• Regra baseada em margem de lucro, por exemplo
• Outra característica do ambiente de produção

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Regras de prioridade de despacho

• Basicamente o SPT opera da seguinte forma

Processos de menor tempo de processamento serão
executados primeiro.
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Regras de prioridade de despacho

• Exemplo 1 (empregando SPT)

5
JOB1 JOB2 JOB3 JOB4 JOB5
4
1
3
2
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Regras de prioridade de despacho

• Exemplo 2 (empregando SPT)

Como distribuir o melhor arranjo de tarefas para
as máquinas M1, M2 e M3 ?
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Regras de prioridade de despacho

• Exemplo 2 (empregando SPT)

(Job, etapa, máq.)



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Regras de prioridade de despacho

• Exemplo 2 (empregando SPT)

(Job, etapa, máq.)
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Regras de prioridade de despacho

• Exemplo 2 (empregando SPT)

(Job, etapa, máq.)


Outra combinação possível e que se enquadra ao
SPT !!!

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Regras de prioridade de despacho

• Exemplo 2 (empregando SPT)

(Job, etapa, máq.)
(anterior)
X
(atual)
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Regras de prioridade de despacho

• (MONTEVECHI et al, 2002)
• Estudo realizado em empresa de deposição de
  partículas metálicas e cerâmicas
• Dentre outras regras, comparou a aplicação de SPT
  e LPT
• Classificou os tempos de processamento em
• BT até 100 minutos
• MT de 101 a 300 minutos
• AT acima de 300 minutos

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Regras de prioridade de despacho

• (MONTEVECHI et al, 2002)

Ociosidade
Misto
Misto
MT
AT
BT
MT
AT
BT
Regras heurísticas
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Comentários
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