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http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/9717| Title: | Utilização de métodos meta-heurísticos para a resolução do problema de máquinas paralelas com restrição de recursos |
| Authors: | Magalhães, Vinicius Muniz |
| metadata.dc.contributor.advisor: | Gomes Júnior, Aloísio de Castro |
| metadata.dc.contributor.referee: | Gomes Júnior, Aloísio de Castro Gomes, Helton Cristiano Souza, Clarisse da Silva Vieira Camelo de Paiva, Jéssica Natália Miranda |
| Keywords: | Planejamento e controle da produção Otimização combinatória Administração da produção |
| Issue Date: | 2026 |
| Citation: | MAGALHÃES, Vinicius Muniz. Utilização de métodos meta-heurísticos para a resolução do problema de máquinas paralelas com restrição de recursos. 2026. 93 f. Monografia (Graduação em Engenharia de Produção) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2026. |
| Abstract: | O problema de máquinas paralelas idênticas com restrição de recursos consiste em determinar a alocação e o sequenciamento de tarefas em máquinas paralelas, considerando que tarefas que compartilham um mesmo recurso não podem ser processadas simultaneamente. Trata-se de um problema NP-difícil, cuja elevada complexidade computacional dificulta a obtenção de soluções ótimas por métodos exatos em instâncias de maior porte. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo implementar, calibrar e comparar as meta-heurísticas Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP), Iterated Local Search (ILS), Variable Neighborhood Search (VNS) e Simulated Annealing (SA) para a resolução desse problema, considerando a minimização do makespan. Inicialmente, foi realizada a calibração dos parâmetros por meio de planejamento de experimentos. Em seguida, os algoritmos foram avaliados utilizando instâncias da literatura e um conjunto de instâncias geradas especificamente para este trabalho, contemplando diferentes quantidades de tarefas, máquinas e recursos compartilhados. Os resultados demonstraram que todas as meta-heurísticas produziram soluções de elevada qualidade, alcançando o limite inferior em diversas instâncias e apresentando baixos desvios em relação a esse limite nos demais casos. Na comparação com um modelo de Programação Linear Inteira Mista resolvido pelo Gurobi, as meta-heurísticas encontraram soluções equivalentes para as instâncias de pequeno porte em tempos computacionais significativamente inferiores. Entre os métodos avaliados, o Simulated Annealing apresentou o melhor desempenho global, destacando-se pelos menores desvios percentuais médios em relação ao limite inferior, pelos menores tempos computacionais e pela menor variabilidade dos resultados entre as 30 execuções, especialmente nas instâncias de médio e grande porte. |
| metadata.dc.description.abstracten: | The identical parallel-machine scheduling problem with resource constraints consists of determining the assignment and sequencing of jobs on parallel machines, considering that jobs sharing the same resource cannot be processed simultaneously. This is an NP-hard problem whose high computational complexity makes obtaining optimal solutions through exact methods difficult for larger instances. In this context, this study aimed to implement, calibrate, and compare the Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP), Iterated Local Search (ILS), Variable Neighborhood Search (VNS), and Simulated Annealing (SA) metaheuristics to solve this problem, considering the minimization of the makespan. Initially, the parameters were calibrated using a design of experiments. Subsequently, the algorithms were evaluated using benchmark instances from the literature and a set of instances specifically generated for this study, comprising different numbers of jobs, machines, and shared resources. The results showed that all the metaheuristics were capable of producing high-quality solutions, obtaining optimal or near-optimal solutions for the evaluated instances. Compared with a Mixed-Integer Linear Programming model solved using Gurobi, the metaheuristics obtained equivalent solutions for the small-scale instances in significantly shorter computational times. Among the evaluated methods, Simulated Annealing achieved the best overall performance, standing out for its lower mean percentage deviations from the lower bound, shorter computational times, and lower variability across the 30 runs, particularly for medium- and large-scale instances. |
| URI: | http://www.monografias.ufop.br/handle/35400000/9717 |
| Appears in Collections: | Engenharia de Produção - OP |
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