SIMULAÇÃO E OTIMIZAÇÃO DE PROBLEMAS COMBINATORIAIS EMPREGANDO BUSCA TABU

Veronica Meinhardt Najdzion, Nairo Andre Jesus Sanches, Cristiano Marques Rocha, João Carlos Furtado

Resumo


Meta-heurísticas têm sido utilizadas com sucesso no processo de otimização de problemas complexos, como problemas de otimização combinatória, problemas "sem função objetivo" (exemplo: identificação de suspeito) e problemas com muitos mínimos locais. Normalmente estas técnicas são utilizadas em situações em que os métodos clássicos, como programação linear, falham. As meta-heurísticas caracterizam-se por serem métodos muito "elegantes" e normalmente inspirados na observação da natureza; não existir prova de convergência, empregar números aleatórios, escapar de mínimos locais e poderem trabalhar com indivíduos ou populações. São ainda caracterizadas por serem facilmente adaptáveis e hibridizáveis bem como não necessitarem de equações matemáticas complexas. Neste trabalho, pretende-se empregar a meta-heurística denominada Busca Tabu a dois problemas combinatoriais importantes que ocorrem nas organizações. Esta meta-heurística é um método de busca local que possui estrutura de memória adaptativa para armazenar as soluções geradas, explorando o espaço de soluções, movendo-se de uma solução para outra buscando o seu melhor vizinho. Dentro dessas sequências formadas, as combinações são feitas para que elas não se repitam. Este é um algoritmo genérico, que pode ser usado em varias situações. Os dois problemas investigados são o layout single row (layout em fila única) e o problema de carregamento e roteamento de veículos de entrega. O Problema de Roteirização de Veículos (PRV) é caracterizado pela dificuldade de mapear um roteiro para cidades diferentes, e que a entrega consiga chegar ao seu destino sem complicações. Outro exemplo, para este mesmo problema, é o com janela de tempo, que significa que os veículos de entrega precisam chegar ao seu local destino dentro de horário marcado. Além da restrição de tempo, também há outras fatores que causam o PRV, como variações de tamanhos e quantidades de caminhões e de cargas. No estudo de PRV será usado o Busca Tabu para se construir um algoritmo híbrido e eficaz para qualquer tipo de roteirização que envolva uma meta heurística combinatória. Hoje existem os roteirizadores que possuem algumas restrições quando envolve questões de variáveis problemas. A ponte de enfoque do estudo é resolver esse problema com um algoritmo mais eficiente dos que existem hoje. O problema de layout single row que será apresentado mostra uma sequência básica de máquinas e processos, onde a peça a ser produzida entra na primeira máquina e sairá na última como produto finalizado. Neste caso, após passar pela primeira máquina, o algoritmo busca tabu irá rodar sobre a ordem das máquinas e ira analisar se a sequência que sempre foi feita é a melhor ou se pode altera-la sem prejudicar o processo. Com base nisso, tem-se a intenção, ao usar o Busca Tabu, minimizar os custos de transporte de matérias-primas, peças e ferramentas de trabalho, minimizar custos operacionais e de lesões que possam acontecer nos trabalhadores e também facilitar o fluxo de tráfego. Além do estudado e pesquisado, tem-se como alguns outros possíveis resultados que se podem obter com o Busca Tabu, tem-se de exemplo, no caso do PRV, seria reduzir os roteiros e os custos que envolvem as viagens e também o número de veículos. No problema de layout em fila única, o algoritmo ajudaria a minimizar distâncias entre postos de trabalho na linha reta, encontrar uma ordem de produção para produtos diferentes na linha de produção.  

 

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