Resolução de um problema de Flow Shop com indisponibilidade de máquinas e minimização do atraso total (2025)
- Authors:
- Autor USP: SOUZA, OTÁVIO HENRIQUE DE - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PRO
- Assunto: HEURÍSTICA
- Language: Português
- Abstract: O presente trabalho investiga o problema de flow shop permutacional com duas máquinas, considerando tarefas retomáveis, janelas determinísticas de indisponibilidade e o critério de minimização do atraso total. Esse conjunto de características representa um cenário altamente relevante na prática industrial, mas ainda pouco explorado na literatura, dada a complexidade combinatória do problema e a dificuldade adicional introduzida pelas interrupções planejadas de máquina. Inicialmente, reproduz-se uma formulação matemática consolidada na literatura, capaz de modelar com rigor o comportamento temporal das operações sob indisponibilidades retomáveis e servir como referência para validação das soluções heurísticas. Diante da inviabilidade de métodos exatos para instâncias de porte moderado ou grande, este trabalho desenvolve e implementa uma meta-heurística baseada em Variable Neighborhood Search (VNS), adaptada às particularidades do problema. O método incorpora vizinhanças clássicas, como Swap e Chain Exchange, além de um operador especializado denominado Downtime-Aware Relocate, criado para explorar estruturas decorrentes das janelas de indisponibilidade. A intensificação é conduzida exclusivamente pelo movimento Relocate, cuja eficácia para critérios de atraso é confirmada tanto pela literatura quanto pelos experimentos realizados. Os resultados computacionais demonstram que o VNS proposto é capaz de produzir soluções de alta qualidade em diferentes portes de instância. Para as instâncias pequenas, cujas soluções ótimas são conhecidas, os gaps obtidos ficaram entre 4% e 7%. Para as instâncias intermediárias e grandes, comparadas ao melhor upper bound fornecido pelo modelo exato, os gaps variaram de aproximadamente 16% para 5 minutos de execução e cerca de 12% para 15 minutos. Alémdisso, o algoritmo exige a calibração de apenas um parâmetro, o tempo de execução, o que reduz significativamente o custo de configuração e torna a metodologia compatível com aplicações reais que demandam rapidez e previsibilidade. Os resultados obtidos evidenciam que o VNS adaptado oferece uma combinação consistente entre eficiência computacional, simplicidade de implementação e qualidade das soluções, o que confirma sua viabilidade como ferramenta para problemas de flow shop com indisponibilidade de máquinas e minimização do atraso total.
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ABNT
SOUZA, Otávio Henrique de. Resolução de um problema de Flow Shop com indisponibilidade de máquinas e minimização do atraso total. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2025. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/a302fcf5-30ca-480c-80e2-5bc7907829d4/OTAVIO_HENRIQUE_DE_SOUZA_PRO2025.pdf. Acesso em: 21 fev. 2026. -
APA
Souza, O. H. de. (2025). Resolução de um problema de Flow Shop com indisponibilidade de máquinas e minimização do atraso total (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/a302fcf5-30ca-480c-80e2-5bc7907829d4/OTAVIO_HENRIQUE_DE_SOUZA_PRO2025.pdf -
NLM
Souza OH de. Resolução de um problema de Flow Shop com indisponibilidade de máquinas e minimização do atraso total [Internet]. 2025 ;[citado 2026 fev. 21 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/a302fcf5-30ca-480c-80e2-5bc7907829d4/OTAVIO_HENRIQUE_DE_SOUZA_PRO2025.pdf -
Vancouver
Souza OH de. Resolução de um problema de Flow Shop com indisponibilidade de máquinas e minimização do atraso total [Internet]. 2025 ;[citado 2026 fev. 21 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/a302fcf5-30ca-480c-80e2-5bc7907829d4/OTAVIO_HENRIQUE_DE_SOUZA_PRO2025.pdf
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