Resumo O problema de sequenciamento de tarefas no ambiente de produção job shop se caracteriza por conter n tarefas que devem ser processados por m máquinas, em que cada tarefa a ser realizada é constituída por um roteiro específico de operações com ordem de precedência preestabelecida. O objetivo deste trabalho é realizar uma análise comparativa das formulações matemáticas para este ambiente, minimizando o tempo total de execução de todas as tarefas em todas as máquinas (makespan). Modelos conhecidos e um novo modelo são avaliados e comparados através de testes computacionais em problemas-teste da literatura. Adicionalmente, estratégias de resolução são propostas. Experimentos computacionais utilizando um software comercial conhecido indicam que as estratégias propostas são eficientes para a redução do gap de otimalidade.

Abstract The scheduling problem in a job shop production environment is characterized by containing n jobs to be processed by m machines, where each job is represented by a specific sequence of operations with an established precedence order. The aim of this work is to perform a comparative analysis of the mathematical formulations for this environment by minimizing the makespan, i.e., the total time to complete all n jobs. Popular models and a proposed model are compared and evaluated through computational tests using cases from the literature. In addition, resolution strategies are proposed. Computational experiments using a well-known commercial software package indicate that the proposal strategies can promote a reduction of the optimality gap.

Este trabalho aborda o ambiente de produção Job Shop Flexível (JSF), extensão do problema NP-Difícil Job Shop. O JSF envolve um conjunto de jobs compostos por operações e cada operação deve ser processada em uma das máquinas habilitadas. O critério considerado é a minimização do atraso total. Inicialmente são identificadas características relacionadas à flexibilidade do sistema de produção, mais especificamente às máquinas habilitadas por operação e aos seus tempos de processamento. A seguir são propostas novas regras que exploram tais características e que são capazes de antever estados futuros do sistema. São realizados experimentos computacionais com 600 instâncias. Comparações com regras da literatura mostram que a melhor heurística proposta supera a melhor regra conhecida em 81% das instâncias.

This paper presents heuristic strategies that exploit characteristics of the Flexible Job Shop (FJS) environment, an extended version of the NP-hard job-shop problem. The FJS involves a set of jobs composed of operations, and each operation must be processed on a machine that can process it. The criterion is the minimization of total tardiness. Initially, characteristics related to the production system flexibility or, more precisely, characteristics related to the machines that can process each operation and the machines' processing times are identified. Therefore, rules that explore these characteristics and foresee future states of the system are proposed. Computational experiments are conducted with 600 instances. Comparisons with rules from the literature show that the best heuristic proposed outperforms the best known rule in approximately 81 percent of instances.

Embora existam muitos trabalhos que tratam do problema de programação de tarefas no ambiente flowshop flexível com o objetivo de minimizar o makespan, poucos abordam este problema envolvendo datas de entrega. Com o aumento do nível de exigência dos clientes, pesquisas que buscam o atendimento das datas de entrega têm se tornado de extrema importância em ambientes de manufatura. Este trabalho analisa o problema de minimização do atraso total no ambiente flowshop flexível. Novas regras de despacho (também conhecidas como regras de liberação), baseadas nas regras MDD e PRTT, são propostas e avaliadas em um grupo de 4.320 problemas teste. A segunda regra tem como característica principal considerar estados futuros do sistema. Comparações com outras regras conhecidas na literatura mostram que estas superam as melhores regras conhecidas para o problema considerado.

There are a number of articles on the flexible flowshop scheduling problem with the objective of minimizing makespan available in the literature. However, only a few articles have addressed this problem involving due dates. Therefore, research involving due dates in production environments has become extremely important due to the increasing competition and rising demand. This paper analyses the total tardiness minimization in flexible flowshops. Two new dispatching rules, based on the well known MDD rule and PRTT, are proposed and evaluated in 4.320 sets of instances. The second rule considers not only the jobs available at each scheduling moment, but also all jobs that have not been scheduled yet. Comparative tests with well known dispatching rules show that those rules outperformed the best rules known for the problem considered.

Trabalhos na área de programação de tarefas mostram que atender a data de entrega dos consumidores é uma preocupação crítica na maioria dos sistemas de manufatura. Enquanto existe considerável pesquisa para minimizar o makespan para o problema de flowshop sem restrição de estoque intermediário, poucos trabalhos abordam o critério do atraso total no ambiente flowshop com buffer zero entre as máquinas. Problemas de seqüenciamento com buffer zero ocorrem em processos de manufatura em série que não possuem espaço para armazenamento intermediário. Neste artigo, pesquisa-se a aplicação de busca tabu para explorar o espaço de soluções deste problema. Estratégias adicionais são avaliadas. Testes computacionais são apresentados e comparações com uma adaptação do algoritmo NEH e com um algoritmo Branch-and-Bound são realizadas.

Surveys of production scheduling show that meeting customer due dates is a critical concern in most manufacturing systems. While there is considerable research to minimize the makespan in a flowshop with no storage constraints, very little work has dealt with job total tardiness criterion in a flowshop with blocking in-process. Scheduling problems with blocking arise in serial manufacturing processes where no intermediate buffer storage is available. In this paper we investigate the application of tabu search to this problem in order to explore the solution space. Additional strategies are evaluated. Computational tests are presented and comparisons with the NEH algorithm and with a Branch-and-Bound algorithm are made.