Uma estrutura de vizinhança baseada em árvore de cobertura aplicada em uma colaboração de algoritmo genético e VNS para a minimização de makespan em problemas de programação reativa da produção

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2015
Autor(a) principal: Tuma, Carlos Cesar Mansur
Orientador(a): Morandin Júnior, Orides lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCC
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/7522
Resumo: The generation of Reactive Production Scheduling (PRP) in order to minimize the makespan is an important activity in the manufacturing industry, in view of the numerous articles reflecting this search today. Among these studies highlight the global search use in hybridization or collaboration with local search, especially of Genetic Algorithm (GA) with Variable Neighborhood Search (VNS). But see that the neighborhood structures used are not related to the goal of makespan minimization or when they are, are difficult to obtain. In order to cover this topic, this thesis proposes the hypothesis that a strongly correlated neighborhood structure with objective of makespan minimization in PRP problems, based on spanning tree, and applied on a collaboration among a genetic algorithm with VNS, perform better or equal to those obtained by other studies using other neighborhood structures or without the use of local search. The purpose was to construct a collaboration of GA and VNS using a neighborhood structure based on the mapping of the solution in the spanning tree associated with the problem, in the local search time, and operating with the insert, swap and 2-opt operators. The planning of experiments for validation contemplated since the implementation and comparison of four variants of reactive production scheduling in three job shop scenarios of different sizes. Each pair of comparisons had its calculated sample size and has been tested with the appropriate hypothesis test. The four variants were compared: Genetic Algorithm only and three collaborations of GA with VNS using the neighborhood structure proposal and two other neighborhood structures (Critical Path and Natural Representation) found in the literature review. The scenarios came from Taillard base. The tests corroborate the hypothesis, with 95% confidence, compared to other works and the main contribution of this thesis is to create an efficient method for minimizing makespan in PRP.
id SCAR_4ebeffe163b5d2b2b4518feb95fc005c
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/7522
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str
spelling Tuma, Carlos Cesar MansurMorandin Júnior, Orideshttp://lattes.cnpq.br/4192845106907956http://lattes.cnpq.br/091615288306696280a0a4de-b9a8-430e-8767-3fe0f484bfca2016-09-27T19:42:35Z2016-09-27T19:42:35Z2015-03-31TUMA, Carlos Cesar Mansur. Uma estrutura de vizinhança baseada em árvore de cobertura aplicada em uma colaboração de algoritmo genético e VNS para a minimização de makespan em problemas de programação reativa da produção. 2015. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2015. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/7522.https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/7522The generation of Reactive Production Scheduling (PRP) in order to minimize the makespan is an important activity in the manufacturing industry, in view of the numerous articles reflecting this search today. Among these studies highlight the global search use in hybridization or collaboration with local search, especially of Genetic Algorithm (GA) with Variable Neighborhood Search (VNS). But see that the neighborhood structures used are not related to the goal of makespan minimization or when they are, are difficult to obtain. In order to cover this topic, this thesis proposes the hypothesis that a strongly correlated neighborhood structure with objective of makespan minimization in PRP problems, based on spanning tree, and applied on a collaboration among a genetic algorithm with VNS, perform better or equal to those obtained by other studies using other neighborhood structures or without the use of local search. The purpose was to construct a collaboration of GA and VNS using a neighborhood structure based on the mapping of the solution in the spanning tree associated with the problem, in the local search time, and operating with the insert, swap and 2-opt operators. The planning of experiments for validation contemplated since the implementation and comparison of four variants of reactive production scheduling in three job shop scenarios of different sizes. Each pair of comparisons had its calculated sample size and has been tested with the appropriate hypothesis test. The four variants were compared: Genetic Algorithm only and three collaborations of GA with VNS using the neighborhood structure proposal and two other neighborhood structures (Critical Path and Natural Representation) found in the literature review. The scenarios came from Taillard base. The tests corroborate the hypothesis, with 95% confidence, compared to other works and the main contribution of this thesis is to create an efficient method for minimizing makespan in PRP.A geração de Programação Reativa da Produção (PRP), com o objetivo de minimizar o makespan, é uma atividade importante na indústria manufatureira, tendo em vista os numerosos artigos que abordam esta pesquisa na atualidade. Dentre estas pesquisas, destaca-se o uso de hibridização ou colaboração de busca global com busca local, notadamente de Algoritmo Genético (AG) com Variable Neighborhood Search (VNS). Porém, nota-se que as estruturas de vizinhança utilizadas não são correlatas à função de minimização de makespan ou, quando o são, são de difícil obtenção. Com o intuito de cobrir tal tópico, esta tese propõe a hipótese de que uma estrutura de vizinhança fortemente correlata ao objetivo de minimização de makespan em problemas de PRP, baseando-se em árvore de cobertura e aplicada em uma colaboração de algoritmo genético e VNS, obtém resultados melhores aos obtidos por outros trabalhos, que fazem uso de outras estruturas de vizinhança ou que não utilizam a busca local. A proposta é a construção de um método de colaboração entre AG e VNS usando uma estrutura de vizinhança baseada no mapeamento da solução, em tempo de busca local, na árvore de cobertura associada ao problema, atuando com os operadores insert, swap e 2-opt. O planejamento dos experimentos para validação contempla a execução e comparação de quatro variantes de solução de problemas de Programação Reativa da Produção em três cenários de job shop de diversas dimensões. Cada par de comparações tem seu tamanho amostral calculado e é examinado com o teste de hipótese adequado. As quatro variantes comparadas são: Algoritmo Genético e três colaborações entre Algoritmo Genético e Variable Neighborhood Search (VNS) usando a estrutura de vizinhança proposta e outras duas estruturas de vizinhança (Caminho Crítico e Representação Natural) encontradas na revisão da literatura. Os cenários vem da base Taillard. Os testes corroboram a hipótese com 95% de confiança na comparação com outros trabalhos e a principal contribuição desta tese é a criação de um método eficiente para minimização de makespan em PRP.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCCUFSCarÁrvore de coberturaEstrutura de vizinhançaProgramação reativa da produçãoColaboração global-localMakespanNeighborhood structureReactive schedulingSpanning treeGlobal-local collaborationCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAOUma estrutura de vizinhança baseada em árvore de cobertura aplicada em uma colaboração de algoritmo genético e VNS para a minimização de makespan em problemas de programação reativa da produçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisOnline600600699c22db-73af-4a67-a1af-0c10448ea48binfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTeseCCMT.pdfTeseCCMT.pdfapplication/pdf3540141https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/5b2b61c3-b09a-4491-9bd6-463e0afec931/downloade392913d01ce26b3d8bd932aa7e84611MD51trueAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81957https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/83ffa805-598b-4deb-a2a9-d858781f0ff2/downloadae0398b6f8b235e40ad82cba6c50031dMD52falseAnonymousREADTEXTTeseCCMT.pdf.txtTeseCCMT.pdf.txtExtracted texttext/plain287328https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/1457a21f-282e-49bd-95b3-5e5539ec9771/download47689d74a9ed542781d89587c88e1740MD55falseAnonymousREADTHUMBNAILTeseCCMT.pdf.jpgTeseCCMT.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8186https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/3618737f-7617-446f-a089-3e68d5cc3e2f/download32f452c5df4d3cce6d55998f23677c4eMD56falseAnonymousREAD20.500.14289/75222025-02-05 18:49:59.429Acesso abertoopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/7522https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T21:49:59Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)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
dc.title.por.fl_str_mv Uma estrutura de vizinhança baseada em árvore de cobertura aplicada em uma colaboração de algoritmo genético e VNS para a minimização de makespan em problemas de programação reativa da produção
title Uma estrutura de vizinhança baseada em árvore de cobertura aplicada em uma colaboração de algoritmo genético e VNS para a minimização de makespan em problemas de programação reativa da produção
spellingShingle Uma estrutura de vizinhança baseada em árvore de cobertura aplicada em uma colaboração de algoritmo genético e VNS para a minimização de makespan em problemas de programação reativa da produção
Tuma, Carlos Cesar Mansur
Árvore de cobertura
Estrutura de vizinhança
Programação reativa da produção
Colaboração global-local
Makespan
Neighborhood structure
Reactive scheduling
Spanning tree
Global-local collaboration
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
title_short Uma estrutura de vizinhança baseada em árvore de cobertura aplicada em uma colaboração de algoritmo genético e VNS para a minimização de makespan em problemas de programação reativa da produção
title_full Uma estrutura de vizinhança baseada em árvore de cobertura aplicada em uma colaboração de algoritmo genético e VNS para a minimização de makespan em problemas de programação reativa da produção
title_fullStr Uma estrutura de vizinhança baseada em árvore de cobertura aplicada em uma colaboração de algoritmo genético e VNS para a minimização de makespan em problemas de programação reativa da produção
title_full_unstemmed Uma estrutura de vizinhança baseada em árvore de cobertura aplicada em uma colaboração de algoritmo genético e VNS para a minimização de makespan em problemas de programação reativa da produção
title_sort Uma estrutura de vizinhança baseada em árvore de cobertura aplicada em uma colaboração de algoritmo genético e VNS para a minimização de makespan em problemas de programação reativa da produção
author Tuma, Carlos Cesar Mansur
author_facet Tuma, Carlos Cesar Mansur
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/0916152883066962
dc.contributor.author.fl_str_mv Tuma, Carlos Cesar Mansur
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Morandin Júnior, Orides
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4192845106907956
dc.contributor.authorID.fl_str_mv 80a0a4de-b9a8-430e-8767-3fe0f484bfca
contributor_str_mv Morandin Júnior, Orides
dc.subject.por.fl_str_mv Árvore de cobertura
Estrutura de vizinhança
Programação reativa da produção
Colaboração global-local
topic Árvore de cobertura
Estrutura de vizinhança
Programação reativa da produção
Colaboração global-local
Makespan
Neighborhood structure
Reactive scheduling
Spanning tree
Global-local collaboration
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
dc.subject.eng.fl_str_mv Makespan
Neighborhood structure
Reactive scheduling
Spanning tree
Global-local collaboration
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
description The generation of Reactive Production Scheduling (PRP) in order to minimize the makespan is an important activity in the manufacturing industry, in view of the numerous articles reflecting this search today. Among these studies highlight the global search use in hybridization or collaboration with local search, especially of Genetic Algorithm (GA) with Variable Neighborhood Search (VNS). But see that the neighborhood structures used are not related to the goal of makespan minimization or when they are, are difficult to obtain. In order to cover this topic, this thesis proposes the hypothesis that a strongly correlated neighborhood structure with objective of makespan minimization in PRP problems, based on spanning tree, and applied on a collaboration among a genetic algorithm with VNS, perform better or equal to those obtained by other studies using other neighborhood structures or without the use of local search. The purpose was to construct a collaboration of GA and VNS using a neighborhood structure based on the mapping of the solution in the spanning tree associated with the problem, in the local search time, and operating with the insert, swap and 2-opt operators. The planning of experiments for validation contemplated since the implementation and comparison of four variants of reactive production scheduling in three job shop scenarios of different sizes. Each pair of comparisons had its calculated sample size and has been tested with the appropriate hypothesis test. The four variants were compared: Genetic Algorithm only and three collaborations of GA with VNS using the neighborhood structure proposal and two other neighborhood structures (Critical Path and Natural Representation) found in the literature review. The scenarios came from Taillard base. The tests corroborate the hypothesis, with 95% confidence, compared to other works and the main contribution of this thesis is to create an efficient method for minimizing makespan in PRP.
publishDate 2015
dc.date.issued.fl_str_mv 2015-03-31
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-09-27T19:42:35Z
dc.date.available.fl_str_mv 2016-09-27T19:42:35Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv TUMA, Carlos Cesar Mansur. Uma estrutura de vizinhança baseada em árvore de cobertura aplicada em uma colaboração de algoritmo genético e VNS para a minimização de makespan em problemas de programação reativa da produção. 2015. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2015. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/7522.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/7522
identifier_str_mv TUMA, Carlos Cesar Mansur. Uma estrutura de vizinhança baseada em árvore de cobertura aplicada em uma colaboração de algoritmo genético e VNS para a minimização de makespan em problemas de programação reativa da produção. 2015. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2015. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/7522.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/7522
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.confidence.fl_str_mv 600
600
dc.relation.authority.fl_str_mv 699c22db-73af-4a67-a1af-0c10448ea48b
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCC
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/5b2b61c3-b09a-4491-9bd6-463e0afec931/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/83ffa805-598b-4deb-a2a9-d858781f0ff2/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/1457a21f-282e-49bd-95b3-5e5539ec9771/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/3618737f-7617-446f-a089-3e68d5cc3e2f/download
bitstream.checksum.fl_str_mv e392913d01ce26b3d8bd932aa7e84611
ae0398b6f8b235e40ad82cba6c50031d
47689d74a9ed542781d89587c88e1740
32f452c5df4d3cce6d55998f23677c4e
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv repositorio.sibi@ufscar.br
_version_ 1851688853538078720