Algoritmos para o problema de sequenciamento de tarefas em máquinas paralelas idênticas.

Abstract

Este trabalho trata do Problema de Sequenciamento de Tarefas em Máquinas Paralelas Idênticas objetivando minimizar o makespan e o custo total de energia (TEC). Neste problema busca-se alocar um grupo de tarefas a um conjunto de máquinas disponíveis de forma a se reduzir os custos de operação. Tal classe de problemas tem sido amplamente estudada atualmente, dada a grande busca pela eficiência energética e a otimização dos processos de produção. Além disso, a investigação de tal problema se justifica por ele pertencer à classe NP-difícil. Para solucioná-lo, foi ajustado um modelo bi-objetivo da literatura para uma abordagem mono-objetiva por soma ponderada. Também foram adaptados dois algoritmos baseados na meta-heurística Iterated Local Search (ILS): o primeiro, referido como ILS apenas, é uma versão clássica do método proposto na literatura. Já o segundo, é uma versão aperfeiçoada, denominada Smart Iterated Local Search, ou apenas SILS. Nessa versão adaptada, a dinâmica de perturbação é alterada em relação ao algoritmo clássico, permitindo um melhor desempenho da busca local incorporada ao método. Enquanto no ILS clássico o nível de perturbação é alterado sempre que não ocorre melhora na solução, no SILS são realizadas novas tentativas de melhoria em um mesmo nível de perturbação. Tal modificação foi realizada partindo da hipótese de que o aumento de nível da perturbação pode ser precipitado, visto que se trata de um movimento aleatório e que o vizinho gerado por este movimento pode não ter sido bom para a continuidade da busca. Os dois algoritmos implementados têm o mesmo método de busca local, o Randomized Variable Neighborhood Search (RVND). Para testar os algoritmos foram utilizadas instâncias da literatura de pequeno e grande porte. Ambos os algoritmos foram calibrados pelo software Irace. Os resultados dos algoritmos foram comparados entre si e também com os do otimizador CPLEX. Com base nos resultados, verificou-se que o SILS se mostrou mais eficiente do que o ILS clássico com relação à capacidade de encontrar melhores soluções.