Problemas de sequenciamento de tarefas com função de custo alinhada às preocupações atuais com sustentabilidade e meio ambiente

• Processo: 24/21718-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Matemática - Matemática Aplicada
• Pesquisador responsável: Ernesto Julián Goldberg Birgin
• Beneficiário: Kennedy Corrêa da Silva Júnior
• Instituição Sede: Instituto de Matemática e Estatística (IME). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 23/08706-1 - Métodos computacionais de otimização, AP.TEM
• Assunto(s): Otimização matemática Algoritmos Heurística Programação linear inteira mista Scheduling Sustentabilidade Meio ambiente
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Algoritmos | heuristicas | programação linear inteira mista | Scheduling | Otimização discreta

Resumo

O problema clássico de job shop (JS) consiste em programar n trabalhos em um ambiente com m máquinas. Cada trabalho é composto por várias operações com uma estrutura de precedência linear e tem uma rota predeterminada através das máquinas. O problema de programação de job shop flexível (FJS) é uma generalização do problema JS em que pode haver várias máquinas, não necessariamente idênticas, capazes de processar cada operação. O tempo de processamento de cada operação em cada máquina é conhecido e não é permitida a preempção. O objetivo é decidir em qual máquina cada operação será processada e em que ordem as operações serão processadas em cada máquina, de modo que um determinado critério seja otimizado. O problema de FJS com rotas não lineares é uma variante do FJS clássico em que a precedência entre as operações é dada por um digrafo acíclico em vez de um conjunto de ordens lineares disjuntas. Por exemplo, se o trabalho for produzir um livro, ele pode consistir em operações independentes que consistem na impressão de diferentes partes do livro que, posteriormente, precisam ser coladas para formar o livro. As operações de impressão também podem ter uma operação comum antes delas, como uma etapa de diagramação. Embora os problemas de programação tenham sido tradicionalmente definidos de acordo com métricas baseadas em questões econômicas ou de produtividade, estudos recentes na área começaram a incorporar questões ambientais ao problema, dando origem aos chamados problemas de programação verde. Nesses problemas, é comum considerar uma compensação entre produtividade e consumo de energia ou emissão de CO2. O problema FJS com rotas não lineares é NP-difícil. Em consonância com a literatura recente, neste projeto pretendemos desenvolver métodos heurísticos para lidar com o FJS com rots não lineares. Em particular, estamos interessados em variantes que incluam uma função de custo alinhada às preocupações atuais com sustentabilidade e meio ambiente. Existe uma variedade grande de formas de considerar ``sustentabilidade e meio ambiente'', cada uma com suas peculiaridades. Neste projeto de doutorado direto pretendemos analisar e comparar diversas possibilidades para posteriormente aprofundar naquelas que melhor se adaptem à realidade e apresentem desafios teóricos e práticos a serem transpostos. (AU)