Uso de meta-heurísticas e simulação na otimização do agendamento de robôs móveis autônomos em ambientes de manufatura

Abstract

Com as transformações advindas da 4º revolução industrial muitas empresas têm utilizado sistemas de manufatura flexíveis (FMS - flexible manufacturing system) visando reunir eficiência em grande escala nos sistemas de produção automatizados com flexibilidade dos processos manuais. Com a crescente utilização de tecnologias de automação assistida e robôs móveis autônomos (AMR - Autonomous Mobile Robot), ou por veículos guiados automatizados (AGV - Automated Guided Vehicle), surge a necessidade de utilizar métodos de otimização para uma melhor utilização dos AMRs, uma vez que se trata de recursos de alto investimento. Uma programação eficiente (scheduling - na literatura especializada) deverá determinar onde (em quais máquinas), por quem (quais AMRs) e quando as tarefas serão executadas em uma linha de produção. Neste contexto, este trabalho considera o problema de programação de tarefas (alimentação de peças em máquinas de uma linha de produção em um ambiente de manufatura flexível), de forma que as máquinas não interrompam o funcionamento devido à falta de peças, com o objetivo minimizar o tempo total da realização das tarefas pelos robôs. Apresenta-se um modelo de programação linear inteira, o qual é classificado como NP-Hard e propõe-se um algoritmo meta-heurístico baseado em buscas sistemáticas de descidas em diversas estruturas de vizinhanças definidas. O método de solução proposto leva em consideração as características e restrições operacionais das máquinas, do robô e define uma janela de tempo restrita para a realização das tarefas. Os resultados obtidos foram satisfatórios para os dados estudados ao se comparar com os resultados de outros métodos disponíveis na literatura.