Algoritmos de otimização multiobjetivo para o problema de sequenciamento de atividades em projetos de construção metálica.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2012
Autor(a) principal: Gomes, Helton Cristiano
Orientador(a): Neves, Francisco de Assis das
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Construção metálica
Otimização combinatória
Sequências - matemática
Projetos de engenharia
Link de acesso: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/4364
Resumo: Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Gomes, Helton CristianoNeves, Francisco de Assis das2015-01-26T11:14:39Z2015-01-26T11:14:39Z2012GOMES, Helton Cristiano. Algoritmos de otimização multiobjetivo para o problema de sequenciamento de atividades em projetos de construção metálica. 2012. 115 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2012.http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/4364Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Outro fato importante é a crescente utilização do aço na construção civil, substituindo materiais convencionais como o concreto. Esse fato se deve às vantagens estéticas e de qualidade que esse tipo de construção vem apresentando em diversos tipos de projetos. Porém, além dessas vantagens proporcionadas pela utilização de sistemas construtivos em aço, a redução do tempo e do custo de construção e o aumento da produtividade são fatores-chave para o seu sucesso. No entanto, para se alcançar esses fatores, as obras precisam ser muito mais controladas, o que significa projetos mais bem elaborados onde a tecnologia está sendo um diferencial para as empresas que investem nela. A falta e/ou mau planejamento e orientação no gerenciamento de projetos têm sido os principais responsáveis por problemas que ocorrem na construção civil. Um correto gerenciamento de projetos é capaz de propiciar a redução de prazos e custos, a melhor utilização dos recursos produtivos, a minimização de riscos e a redução de erros no processo produtivo. Diversas ferramentas podem ser utilizadas pela engenharia no auxilio à tomada de decisões relativas ao gerenciamento de projetos, dentre elas destaca-se a otimização, ainda pouco aplicada na construção civil. Vários problemas de otimização relacionados a projetos, que se enquadram em diversas aplicações reais, podem ser encontrados na literatura. Um importante exemplo é o problema de sequenciamento de atividades em projetos com restrições de recursos e de precedência (PSAPRRP), uma vez que o correto sequenciamento das atividades de um projeto resulta em um melhor aproveitamento dos recursos disponíveis e, consequentemente, ganho de produtividade e tempo. Neste trabalho, o PSAPRRP é abordado como um problema de otimização multiobjetivo, tendo como meta a minimização de dois critérios: a data de finalização do projeto e o somatório dos custos associados às datas de início de execução das atividades. Para a resolução do problema, são propostos cinco algoritmos multiobjetivos, baseados nos métodos Multi-objective GRASP (GMO), Multi-objective Variable Neighborhood Search (MOVNS) e Pareto Iterated Local Search (PILS). Os algoritmos propostos utilizam estratégias baseadas no conceito de dominância de Pareto para realizar a busca de soluções e determinar um conjunto de soluções não-dominadas próximo ao conjunto Pareto-ótimo, permitindo aos projetistas a escolha de uma solução que satisfaça seus interesses, tornando o projeto mais planejado e controlado. Os conjuntos de soluções não-dominadas obtidos pelos algoritmos, para um conjunto de instâncias adaptadas da literatura, são comparados utilizando quatro métricas de avaliação de desempenho: medidas de distância, diferença de hipervolume, epsilon e taxa de erro. Foram realizados, também, experimentos estatísticos para comprovar a existência de diferença significativa entre os algoritmos propostos com relação às métricas utilizadas. Por fim, com o intuito de exemplificar a aplicação dos cinco algoritmos, é proposto um exemplo fictício e simplificado de um projeto de construção civil utilizando estruturas metálicas. Com base nos resultados obtidos pelos algoritmos para dois cenários do exemplo, é apresentada uma análise acerca da influência da disponibilidade de recursos com relação aos objetivos adotados.With the current real estate market growth, the productive resources tend to become scarce and expensive in civil construction. Due to this fact, the best use of productive resources has become extremely important for the success of this type of enterprise. Another important fact that has been observed is the increasing use of steel in civil construction, replacing conventional materials like concrete. This fact is due to the aesthetic and quality advantages that this type of construction has been showing in various types of projects. However, besides these advantages provided by the use of steel construction systems, the reduction of the duration and cost of construction and the increased productivity are key factors for its success. However, to achieve these factors, the works need to be much more controlled, which means projects better elaborate where technology is a differential for companies that invest in it. The lack of planning and/or bad planning and guidance on project management have been the main responsible for problems that happen on civil construction. Correct project management is capable of providing reduction of duration and costs, better utilization of productive resource, minimization of risks, and error reduction on the production process. Several tools can be used by engineering aiding the decision making related to project management, within which optimization is emphasized; this is seldom applied in civil construction. Several optimization problems related to projects, which has a wide diversity of real applications, can be found in literature. An important example is the resource-constrained project scheduling problem with precedence relation (RCPSPRP), considering that the correct project activities sequencing results in a better use of the available resources, and consequently, a gain in productivity and time. In this work the RCPSPRP is addressed as a multi-objective optimization problem and aims at minimizing two criteria: the makespan and the total weighted start time of the activities. To solve the problem, five multi-objective algorithms are analyzed, based on Multi-objective GRASP (MOG), Multi-objective Variable Neighborhood Search (MOVNS) and Pareto Iterated Local Search (PILS) methods. The proposed algorithms use strategies based on the concept of Pareto Dominance to search for solutions and determine the set of non-dominated solutions close to the Pareto-optimal front, allowing the project manager to choose a solution that fulfills his interests by making the project better planned and controlled. The set of non-dominated solutions attained by the algorithms for a set of instances adapted from literature are compared using four multi-objective performance measures: distance metrics, hypervolume indicator, epsilon metric and error ratio. Statistical experiments were also conducted to prove the existence of a significant difference between the proposed algorithms regarding the used metrics. Finally, in order to illustrate the application of the five algorithms, a fictitious and simplified example of a civil construction project, using steel structures, is proposed. Based on the results obtained by the algorithms for two scenarios of the proposed example, an analysis about the influence of resource availability with respect to adopted objectives is presented.Construção metálicaOtimização combinatóriaSequências - matemáticaProjetos de engenhariaAlgoritmos de otimização multiobjetivo para o problema de sequenciamento de atividades em projetos de construção metálica.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de detentor dos direitos autorais, de acordo com a lei nº 9610/98, autorizo a Universidade Federal de Ouro Preto/UFOP a disponibilizar gratuitamente, sem ressarcimento dos direitos autorais, o texto integral da publicação supracitada, em meio eletrônico, na BDTD - Biblioteca Digital de Teses e Dissertações e no Repositório Institucional da UFOP, no formato especificado, para fins de leitura, impressão e/ou download pela Internet a título de divulgação da produção científica gerada pela Universidade a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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