https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/115619 2026-09-05T20:04:40Z 2026-09-05T20:04:40Z Clasen, Bárbara https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/274207 2026-07-14T14:27:21Z 2026-07-01T00:00:00Z

Heurísticas integradas para designação de tarefas, sequenciamento e planejamento de trajetórias de robôs móveis autônomos em ambientes de manufatura. Clasen, Bárbara A crescente utilização de robôs móveis autônomos (Autonomous Mobile Robots – AMRs) em ambientes industriais tem ampliado os desafios relacionados à designação de tarefas, ao sequenciamento das atividades e ao planejamento de caminhos, elementos fundamentais para garantir eficiência, segurança e produtividade em sistemas de manufatura cada vez mais dinâmicos. Este trabalho investiga heurísticas de designação de tarefas integradas ao sequenciamento e ao planejamento de caminhos em sistemas compostos por múltiplos AMRs. Para isso, foi desenvolvido um modelo de simulação computacional em Python, no qual o ambiente foi representado por meio de um grafo ponderado e as trajetórias dos robôs foram determinadas por meio do algoritmo A*. Foram implementadas três heurísticas de designação de tarefas baseadas em Ociosidade, Proximidade e Tempo de Chegada, e avaliados seus desempenhos em diferentes cenários operacionais. A análise foi realizada com base nas métricas makespan, distância total percorrida, balanceamento da carga de trabalho entre os robôs e tempo computacional. Os resultados evidenciaram que não existe uma heurística universalmente superior para todos os cenários avaliados. A heurística de Proximidade apresentou melhor desempenho em cenários de baixa e moderada complexidade, com menores valores de makespan e tempo computacional. A heurística de Tempo de Chegada destacou-se pela redução da distância total percorrida e pelo melhor balanceamento entre os robôs em cenários heterogêneos, embora com maior custo computacional. Já a heurística de Ociosidade apresentou resultados mais favoráveis em cenários com distribuição simétrica das tarefas. Conclui-se que a integração entre designação de tarefas, sequenciamento e planejamento de trajetórias influencia diretamente o desempenho operacional do sistema, sendo a escolha da heurística dependente das características do ambiente e dos objetivos operacionais considerados. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Engenharia de Transportes e Logística.

2026-07-01T00:00:00Z Pessini, Luana https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/274206 2026-07-14T14:18:14Z 2026-07-01T00:00:00Z

Modelagem e otimização do problema de order batching em sistemas Vertical Lift Module por programação linear inteira Pessini, Luana Os sistemas de armazenagem automatizados do tipo Vertical Lift Module (VLM) têm sido amplamente utilizados para aumentar a eficiência das operações de armazenagem e coleta de pedidos em armazéns. Apesar da ampla utilização desses sistemas, muitas operações ainda empregam regras simples de agrupamento de pedidos, limitando o potencial de desempenho do processo de coleta. Nesse contexto, esta pesquisa propõe avaliar modelos de otimização para o problema de formação de lotes de pedidos em sistemas VLM, buscando reduzir os recursos demandados durante o processo de coleta. Inicialmente, foi proposta uma formulação matemática de Programação Linear Inteira (PLI) capaz de representar a lógica operacional observada no processo de coleta de pedidos de uma empresa do setor industrial. Em seguida, foram formulados dois modelos de PLI, com funções objetivo voltadas à minimização da quantidade de bandejas acessadas e da movimentação total de bandejas realizada pelo sistema VLM. Para avaliar a qualidade das soluções obtidas e o tempo computacional demandado por cada modelo, foram considerados cenários com diferentes quantidades de pedidos processados. Para cada instância analisada, os modelos foram executados múltiplas vezes considerando diferentes configurações de armazenamento dos itens. Essa abordagem permitiu avaliar o impacto da variabilidade na disposição dos produtos sobre os resultados obtidos. Os modelos de otimização atingiram os objetivos para os quais foram desenvolvidos, apresentando desempenho superior ao modelo de referência para os dados considerados neste estudo. Os resultados também evidenciaram que, para os cenários testados, os ganhos proporcionados pelos modelos se tornam mais expressivos à medida que aumenta a quantidade de pedidos processados, com uma redução média de até 27,88% na quantidade de bandejas acessadas e até 37,39% na movimentação total realizada pelo VLM. Dessa forma, a metodologia proposta demonstra o potencial da aplicação de técnicas de Pesquisa Operacional para apoiar a tomada de decisão em sistemas de armazenagem automatizados, contribuindo para a melhoria da eficiência operacional de processos de coleta de pedidos em ambientes VLM.; Automated storage systems based on Vertical Lift Modules (VLM) have been widely adopted to improve the efficiency of storage and order picking operations in warehouses. Despite their extensive use, many facilities still rely on simple order batching rules, limiting the performance potential of the order picking process. In this context, this study proposes the evaluation of optimization models for the order batching problem in VLM systems, aiming to reduce the resources required during the order picking process. Initially, an Integer Linear Programming (ILP) formulation was developed to represent the operational logic observed in the order picking process of an industrial company. Subsequently, two ILP models were formulated with objective functions focused on minimizing the number of trays accessed and the total tray movement performed by the VLM system. To evaluate the quality of the solutions obtained and the computational time required by each model, scenarios with different numbers of processed orders were considered. For each instance analyzed, the models were executed multiple times using different item storage configurations. This approach made it possible to evaluate the impact of product storage variability on the results obtained. The optimization models successfully achieved their intended objectives, outperforming the reference model for the data considered in this study. The results also showed that, for the tested scenarios, the benefits provided by the proposed models became more significant as the number of processed orders increased, achieving an average reduction of up to 27.88% in the number of trays accessed and up to 37.39% in the total tray movement performed by the VLM. Therefore, the proposed methodology demonstrates the potential of applying Operations Research techniques to support decision-making in automated storage systems, contributing to improved operational efficiency in order picking processes within VLM environments. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Engenharia de Transportes e Logística.

2026-07-01T00:00:00Z Mendes, Emanuelle Patricia Porto https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/274205 2026-07-14T14:15:25Z 2026-07-02T00:00:00Z

Análise do controle semafórico por meio de modelagem de microssimulação de tráfego: estudo de caso em Joinville/SC Mendes, Emanuelle Patricia Porto O acelerado processo de urbanização e o consequente aumento das taxas de motorização têm gerado uma pressão crescente sobre a infraestrutura viária das cidades, resultando em saturação do sistema e prejuízos severos à mobilidade urbana. Em Joinville (SC), este fenômeno é evidenciado pelo crescimento contínuo da população e da frota veicular, que atingiu uma taxa de motorização de 0,78 por habitante. Diante desse cenário, observa-se que os métodos tradicionais de controle semafórico apresentam limitações na gestão da demanda atual e torna-se necessária a adoção de soluções operacionais mais eficientes e adaptáveis. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo analisar o desempenho operacional de um cruzamento crítico localizado na região central de Joinville, comparando a eficácia do controle semafórico fixo frente ao controle adaptativo por meio de ferramentas de microssimulação, utilizando o software VISSIM. Os resultados indicaram uma redução significativa tanto no tempo de viagem quanto no atraso global da interseção em comparação ao cenário atual. Os cenários 5 e 7 apresentaram os desempenhos mais expressivos: o cenário 5 obteve reduções de 35% no tempo de viagem e 56% no atraso global, enquanto o cenário 7 apresentou reduções de 27% e 44%, respectivamente. Esses ganhos decorrem, principalmente, da eliminação do estágio 2 da programação semafórica, movimento de baixa demanda cuja supressão redistribuiu tempo de verde aos movimentos críticos do cruzamento e, no caso do controle adaptativo, da capacidade do sistema de ajustar os tempos semafóricos em tempo real conforme as flutuações da demanda veicular. Esses resultados possibilitam a identificação de tecnologias e intervenções estratégicas voltadas à mitigação dos problemas de fluidez na interseção analisada. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Engenharia de Transportes e Logística.

2026-07-02T00:00:00Z Pereira, Marcela Bertoldi https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/274204 2026-07-14T14:04:53Z 2026-07-02T00:00:00Z

Avaliação da fluidez e desempenho de segurança viária por meio da integração entre microssimulação de tráfego e o modelo SSAM: estudo de caso em Joinville (SC) Pereira, Marcela Bertoldi A ocorrência de acidentes de trânsito constitui um dos principais desafios da mobilidade urbana, demandando ferramentas técnicas preventivas que auxiliem na definição de alternativas cientificamente fundamentadas. Este estudo tem como objetivo analisar medidas de segurança viária em um trecho crítico da Rua Monsenhor Gercino, em Joinville (SC), utilizando o Surrogate Safety Assessment Model (SSAM) integrado à microssimulação como metodologia de análise. O diferencial dessa abordagem está em seu caráter proativo e não reativo, pois a microssimulação permite gerar os dados de trajetória veicular necessários para alimentar o SSAM, viabilizando a identificação e quantificação de conflitos potenciais de forma preventiva, sem a necessidade de depender exclusivamente de registros históricos de acidentes já ocorridos. A partir de dados coletados em campo na hora-pico, realizou-se a modelagem do fluxo de tráfego e a calibração do cenário base no software PTV VISSIM, cujas trajetórias geradas foram processadas no SSAM sob os indicadores Time-to-Collision (TTC) e Post-Encroachment Time (PET). Os resultados diagnosticaram elevada criticidade na via, com 6.544 conflitos identificados no cenário base, sendo 79% do tipo colisão traseira (rear-end) e 19% do tipo cruzamento (crossing). Diante desse diagnóstico, foram propostos quatro cenários, incluindo a inserção de baias de ônibus, faixas exclusivas de conversão à esquerda e nova programação semafórica. Os cenários de implantação de baias de recuo e de baias combinadas com faixas de conversão apresentaram os resultados mais expressivos, com reduções estatisticamente significativas de 5% do total de conflitos veiculares e melhora nos indicadores de fluidez do tráfego, como tempo de viagem, comprimento de fila e atraso médio da rede. Como conclusão, verificou-se que a integração entre o SSAM e o VISSIM se mostrou eficiente para a análise simultânea da segurança viária e da fluidez do tráfego urbano, demonstrando o potencial da metodologia para subsidiar intervenções preventivas na via estudada.; Traffic accidents represent one of the major challenges in urban mobility, highlighting the need for preventive technical tools to support evidence-based decision-making. This study analyzed road safety measures along a critical stretch of Rua Monsenhor Gercino, in Joinville, Brazil, through the integration of traffic microsimulation and the Surrogate Safety Assessment Model (SSAM). The strength of this approach lies in its proactive nature: microsimulation generates the vehicle trajectory data required by SSAM, enabling the identification and quantification of potential conflicts before accidents occur, without relying solely on historical crash records. Field data collected during the morning peak hour were used to develop and calibrate a base scenario in PTV VISSIM, whose trajectory outputs were processed in SSAM using Time-to-Collision (TTC) and Post-Encroachment Time (PET) as surrogate safety indicators. The base scenario revealed high conflict density along the corridor, with 6,544 conflicts identified, of which 79% were rear-end and 19% were crossing type. Four improvement scenarios were then proposed and simulated, comprising bus bay implementation, exclusive left-turn lanes, and signal retiming. The scenarios featuring turnout bus bays, both standalone and combined with turning lanes, yielded the most significant improvements, achieving a statistically significant 5% reduction in total vehicle conflicts alongside enhanced traffic flow metrics, including travel time, queue length, and average network delay. In conclusion, the integration of SSAM and VISSIM proved highly effective for the simultaneous analysis of road safety and urban traffic flow, demonstrating the methodology's potential to guide preventive interventions on the studied corridor. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Engenharia de Transportes e Logística.

2026-07-02T00:00:00Z