Algoritmos heurísticos inteligentes para problemas de layout em linha única e linha dupla

Nome: Gildasio Lecchi Cravo
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 03/08/2021
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
André Renato Sales Amaral Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
André Renato Sales Amaral Orientador
Geraldo Regis Mauri Examinador Interno
Luciano Lessa Lorenzoni Examinador Externo
Maria Claudia Silva Boeres Examinador Interno
Mario Mestria Examinador Externo

Resumo: O estudo de layout de facilidades tem como objetivo determinar a melhor utilização do espaço
disponível, resultando em processos de fabricação mais efetivos no contexto da indústria. Esta
tese aborda quatro problemas de layout de facilidades, categorizados como layout em linha, em
que facilidades devem ser organizadas em uma ou duas linhas retas, respeitando algumas
restrições de alocação. Inicialmente é abordado o problema de layout de facilidades em linha
única (SRFLP), que consiste em arranjar facilidades ao longo de uma linha reta, a fim de
minimizar a soma ponderada das distâncias entre todos os pares de facilidades. Os outros três
problemas abordados neste estudo são extensões do SRFLP, em que as facilidades são dispostas
em duas linhas, sendo eles: o problema de layout em linha dupla (DRLP), o problema de
ordenação em linhas paralelas (PROP) e o problema de alocação de corredor biobjetivo (bCAP).
Um algoritmo denominado GRASP-F é proposto para o SRFLP. Os experimentos
computacionais mostram a eficiência do método com a melhora dos valores conhecidos para
29 das 93 instâncias da literatura com até 1000 facilidades. Até a presente data, este é o segundo
trabalho a considerar problemas dessa magnitude. Para o DRLP, uma abordagem com
estratégias heurísticas, denominada PSO-DRLP, é proposta baseando-se na meta-heurística
Particle Swarm Optimization. O PSO-DRLP apresentou valores iguais ou melhores que os
valores conhecidos para 35 de 51 instâncias da literatura, e, para as 16 restantes, os valores
encontrados estão bem próximos dos melhores valores conhecidos. O algoritmo de solução para
o PROP, denominado AILS, baseia-se na meta-heurística ILS, mas diferentemente do padrão
dessa meta-heurística, foram utilizadas novas estratégias de intensificação e diversificação,
além de utilizar técnicas para acelerar o cálculo do ganho na função objetivo no movimento de
vizinhança usado na busca local. Os resultados encontrados melhoraram 49 de 100 instâncias
com resultados prévios conhecidos e para 51 instâncias restantes, os melhores resultados
conhecidos foram alcançados. Além desses testes, foram realizados experimentos utilizando 6
instâncias com até 300 facilidades, inéditas no contexto do PROP. Para o bCAP, um algoritmo
semelhante ao AILS-PROP foi proposto, também em duas fases e com técnicas para acelerar o
cálculo do ganho na função objetivo nos movimentos de vizinhança utilizados na busca local,
tendo obtido excelentes resultados para 76 instâncias testadas. De modo geral, as propostas de
soluções para os quatro problemas podem ser consideradas excelentes alternativas para resolver
problemas de layout em linhas única e dupla, sendo possível a obtenção de resultados de alta
qualidade para problemas de grande porte em tempos computacionais baixos.
Palavras-chaves: Layout de facilidades, SRFLP, DRLP, PROP, bCAP, Meta-heurísticas

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