Projeto de um Algoritmo Genético Híbrido para Planejamento Operacional de Curto Prazo de Minerações a Céu Aberto Robert Fabricio Subtil.

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1 Projeto de um Algoritmo Genético Híbrido para Planejamento Operacional de Curto Prazo de Minerações a Céu Aberto Robert Fabricio Subtil

2 Roteiro Introdução Problema de escalonamento de tarefas
Algoritmos genéticos Processos de lavra Planejamento operacional de curto prazo Modelo proposto de algoritmo genético híbrido Resultados Trabalhos futuros

3 Introdução Modelos de otimização têm sido adotados com maior frequência no setor empresarial Diminuindo custos Aumentando lucros e a competitividade no mercado global

4 Problema de escalonamento de tarefas
Envolvem alocação de recursos no tempo São classificados como NP-Difícil

5 Problema de escalonamento de tarefas
Modelo clássico: Existe um conjunto de máquinas disponíveis e um conjunto de tarefas a serem executadas Onde: As tarefas devem ser executadas numa sequência conhecida de uma ou mais operações Uma operação é definida pelo seu tempo de processamento e pela máquina que a executa Cada máquina executa uma operação por vez Objetivo : determinar uma sequência de alocação para todas as máquinas, minimizando custos

6 Problema de escalonamento de tarefas
Geralmente envolve muitas restrições Métodos propostos Modelos exatos Métodos de aproximação Buscas Locais e Meta-heurísticas Algoritmos genéticos têm sido muito utilizados na resolução deste tipo de problema

7 Algoritmos Genéticos São baseados na idéia de evolução natural proposta por Charles Darwin, aliadas às idéias sobre genética proposta por Mendel São capazes de encontrar soluções de qualidade em tempo razoável

8 Algoritmos genéticos: Funcionamento

9 Processos de lavra O fluxo operacional inicia-se com a especificação do cliente Planejamentos Longo Prazo Médio Prazo Curto Prazo

10 Processos de lavra: Operações de lavra e transporte

11 Planejamento Operacional de Curto Prazo : Processo atual

12 Processo atual Possíveis problemas
não cumprimento da meta de qualidade no decorrer do plano, especialmente nos turnos finais ociosidade e sobrecarga de equipamentos não uniformidade da produção deslocamentos desnecessários das máquinas incompatibilidade da produção com a frota de caminhões

13 Dados de uma área

14 Proposta

15 Proposta de Slots Equipamentos podem deslocar-se a qualquer instante pelas entidades da mina

16 Proposta do algoritmo genético híbrido
Representação da solução Geração da população inicial Avaliação dos indivíduos Seleção Cruzamento Mutação Elitismo Verificação do critério de sobrevivência Critério de parada

17 Representação da solução
Indivíduo População

18 Geração da população inicial
Distribuição das áreas nos turnos do plano Fechamento da qualidade e produção por turno Respeitar quantidade de massas por área Respeitar a quantidade de áreas por turno Respeitar capacidade de produção dos equipamentos de carga Alocação das máquinas nas frentes de lavra

19 Distribuição das áreas nos turnos

20 Alocação das máquinas nas frentes de lavra

21 Avaliação dos indivíduos: Produção e deslocamentos

22 Avaliação dos indivíduos: Aderência de carga X transporte

23 Seleção Torneio Seleciona os mais aptos considerando as prioridades de minimização dos custos

24 Cruzamento Manter as distribuições das áreas encontradas na geração inicial Modelo do problema de cobertura de conjuntos

25 Cruzamento

26 Mutação É feita entre dois pontos que devem representar o intervalo entre dois turnos Executa-se o modelo matemático proposto na geração da população inicial Refaz a alocação das máquinas nos turnos envolvidos

27 Elitismo Insere na próxima geração, sempre o melhor indivíduo encontrado

28 Verificação do critério de sobrevivência
Sempre substituir os ancestrais Substituir os ancestrais quando a média dos descendentes for maior ou igual a média dos ancestrais Critério de parada Número de gerações

29 Resultados: Dados das Áreas

30 Resultados: Dados das máquinas

31 Resultados: Turnos

32 Resultados: Plano

33 Trabalhos futuros Otimização dinâmica da programação de produção
Limites de máquinas nas áreas Incluir remoção de estéril

34 Dúvidas ? Comentários?

35 Agradecimentos.