Simulated Annealing para programação de robôs móveis autônomos em ambiente de manufatura flexível

Abstract

Apresenta-se neste trabalho o problema de sequenciamento de tarefas de um único robô móvel autônomo (AMR - Autonomous Mobile Robot) responsável por providenciar peças para máquinas de uma linha de produção localizada em um ambiente de manufatura flexível. O problema consiste em programar o AMR de modo que evite que as máquinas interrompam seu funcionamento devido à falta de peças. Um método de solução exata que utiliza o modelo matemático de Programação Linear Inteira Mista (PLIM) é implementada, em linguagem AMPL, e comparada com trabalhos anteriores. O modelo tem como objetivo minimizar o makespan - tempo total requerido para a execução de todas as tarefas - em uma linha de produção para um horizonte de planejamento pré-estabelecido. A abordagem leva em consideração tanto as características das máquinas quanto a capacidade de carregamento do robô, e define uma janela de tempo restrita para a realização das tarefas. Como este é um problema NP-Hard uma meta-heurística baseada no Simulated Annealing é apresentada, resultando em um aumento significativo da localização de soluções próximas à ótima. Os resultados encontrados apresentam uma redução significativa do makespan, em relação ao trabalho comparado. Os resultados melhoram conforme o número total de tarefas aumenta, chegando a encontrar uma redução 16,67% do tempo total de viagem do robô para os cenários comparados, e uma redução média de 6%.