Sequenciamento e alocação de operações Flow Shops na industria quimica com restrições sobre os recursos compartilhados : uma arbordagem de busca orientada por restrições

O problema do scheduling em unidades químicas flexíveis tem crescido em Importância nos últimos anos, especialmente na Indústria farmacêutica e da química fina. Em função da natureza físico-química dos produtos processados na indústria química, a estrutura de processamento multi-estágios com fluxo unidirecional, denominada flow shop, é a mais empregada. Estes processos se caracterizam pelo uso intensivo da armazenagem intermediária e outros recursos compartilhados tais como energia elétrica, vapor etc. Devido à sazonalidade da demanda e/ou à vida curta dos produtos manufaturados nas unidades flexíveis, os planos de produção de curto prazo, denominado scheduling, são freqüentemente alterados, e exigem o recurso a algum tipo de ferramenta capaz de auxiliar na decisão de em qual ordem e quando cada uma das operações necessárias à produção de cada produto devem ser realizadas. Este tipo de problema é complexo devido à sua natureza combinatória, e em sua forma mais simples denominada seqüenciamento, tem sido resolvido recorrendo-se a ferramentas tais como programação matemática, métodos de busca e procedimentos heurísticos. Para o caso de existirem restrições na utilização dos recursos compartilhados, o problema se torna mais complexo. Neste trabalho optou-se por utilizar um método de busca em árvore do tipo Branch and Bound (BAB) para programar de forma factível a seqüência de produtos minimizando o tempo total de execução das tarefas, chamado makespan. A eficiência de uma abordagem deste tipo está fortemente associada à qualidade do custo estimado em cada nó da árvore, chamado "lower bound". Quanto melhor a estimativa menor o backtracking. Neste trabalho foi desenvolvida uma abordagem capaz de calcular o lower bound em cada nó tendo em conta o efeito dos recursos comuns sobre o valor do makespan. Esta abordagem se baseia em dividir o horizonte do schedule em cada nó da árvore em três regiões. A primeira região é definida entre t = 0 e o instante de término da primeira operação da última tarefa da seqüência parcial, e o perfil de demanda de recursos é estático e factível. Na segunda região, definida entre o término da primeira região e o instante de término da última operação da última tarefa da seqüência parcial, existe um perfil parcial de demanda e é analisada a possibilidade de utilizar parcial ou integralmente a oferta excedente de recurso, se ela existir. Na terceira região, definida entre o término da segunda região e o valor estimado do lower bound, admite-se que o volume de recurso será integralmente utilizado. A abordagem proposta se aproxima das abordagens atuais de scheduling orientado por recursosNot informe