Otimização de processos produtivos em sistemas de manufatura flexível.

Abstract

A complexidade geral do gerenciamento de produção de um sistema de manufatura flexível tem inspirado pesquisadores ao estudo de diversos problemas computacionais advindos de tais sistemas desde a década de 1980. Estudos recentes demonstram que o número de publicações em temas correlatos cresce constantemente desde o ano de 1988, reforçando a relevância e a atualidade do tema. Diante disto, neste trabalho são abordados alguns dos principais problemas advindos deste cenário. Todos os problemas abordados possuem publicações recentes em prestigiados veículos internacionais. Para cada problema abordado apresenta-se definição formal, revisão bibliográfica, método computacional para solução e análise comparativa dos resultados obtidos em relação ao atual estado da arte. Entre os métodos computacionais propostos há predominância da meta-heurística busca local iterada e do algoritmo genético de chaves aleatórias viciadas, entretanto, cada implementação foi cuidadosamente elaborada considerando-se as características individuais dos problemas abordados. Em síntese, inicialmente apresenta-se dois problemas fundamentais relacionados ao escalonamento de tarefas em máquinas flexíveis, o problema de minimização de trocas de ferramentas e o problema do escalonamento de tarefas em máquinas paralelas idênticas com restrições de ferramentas, visando fornecer um referencial teórico para embasar e direcionar o estudo dos demais problemas. Em seguida, são abordados o problema de minimização de blocos de uns consecutivos, o problema de minimização de trocas de ferramentas uniforme, o problema de sequenciamento de tarefas em máquinas paralelas com limitação de recursos e o problema de sequenciamento de tarefas em máquinas paralelas não-idênticas com restrições de ferramentas. Para cada problema abordado realizou-se uma ampla campanha experimental, analisando-se as instâncias disponíveis na literatura e os resultados gerados pelos métodos propostos e pelos métodos que compõem o estado da arte. Análises estatísticas foram realizadas e confirmaram a alta qualidade das soluções reportadas pelos métodos propostos.