Diagnostisering

Nesta pesquisa, a programação da execução será orientada a tarefas, onde as tarefas deverão ser realizadas para alcançar um objetivo fixo, ao contrário de programações orientadas a processos, onde um processo deve ser controlado sob certas condições fixas que devem ser mantidas.

Não serão usadas técnicas do tipo “temporal planning”, porque esse tipo de programação não atende plenamente à classe sistemas a eventos discretos (SED), pois necessita de representação explícita de tempos para as tarefas e os atrasos relacionados à execução das tarefas. Isso corresponde a um tipo de indeterminismo em SED que deve ser tratado por técnicas mais adequadas a esse problema.

Os sistemas dinâmicos a eventos discretos possuem uma característica de incerteza que deve ser levada em conta para o escalonamento das tarefas, sendo elas:

1. as durações das tarefas não podem ser conhecidas com exatidão, o que constitui um indeterminismo quanto ao tempo de execução das tarefas. Uma saída para esse tipo de incerteza seria usar uma distribuição probabilística, o que não resolveria o problema de indeterminismo quanto ao tempo do presente caso, pois esses tempos continuariam não exatos;

2. os recursos podem possuir baixa capacidade temporária como, por exemplo, no caso de: quebra de máquinas e a matéria-prima não chegar a tempo; 3. a necessidade de se levar em conta novas tarefas como a chegada de novas

ordens de manufatura e a necessidade de refazer uma tarefa que falhou.

Definição 2: O tempo de setup é definido como o tempo necessário para configurar

um recurso, para que esse seja capaz de processar uma atividade. A medida do tempo de setup pode depender das atividades que precedem e das atividades posteriores à configuração.

Um exemplo interessante é o mix de tintas usado numa estação de pintura. Se uma troca de cores, de preto para branco for necessária, é preciso limpar a máquina de pintura completamente antes de usá-la com a tinta branca. Porém, se a necessidade fosse a troca de branco para cinza, isso necessitaria um esforço menor e, portanto, menos tempo para a preparação. Com o crescente número de sofisticadas máquinas parametrizáveis, o escalonamento de tarefas visando a minimização dos tempos de

setup tornou-se um critério de otimização comum.

A representação de incertezas caracteriza-se da seguinte forma:

1. as variáveis podem assumir valores distintos;

2. apresentarem tipos básicos, como por exemplo, uma lista com valores possíveis;

3. serem do tipo probabilística como, por exemplo, redes bayesianas; 4. do tipo possibilidades, como os conjuntos fuzzy;

5. usar certos modelos de resolução baseados em decisões possíveis, como por exemplo, a teoria de decisão.

Para as conceituações seguintes, torna-se necessário estabelecer um conjunto de definições.

Definição 3: Um sistema é dito autônomo quando nenhuma intervenção humana é

necessária para a sua execução.

Definição 4: Uma escala é dita estável quando as decisões tomadas de maneira off- line não são revisadas durante a sua execução.

Definição 5: Uma escala é dita robusta quando características como otimalidade e

qualidade não se degradam durante a sua execução.

Definição 6: Uma escala é dita adaptativa quando qualquer comportamento reativo

for tratável durante sua execução (on-line).

Definição 7: Uma escala é dita flexível quando não apresenta nenhum conjunto

completo para a tomada de decisão. Decisões off-line incompletas ou não consideradas devem ser tomadas no modo on-line43.

Definição 8: Uma escala contingente/condicional é aquela na qual algumas

alternativas são modeladas, porém somente uma é executada (disjunção).

Definição 9: Uma técnica é dita monotônica quando decisões de escalonamento

nunca são questionadas posteriormente.

Definição 10: Uma técnica é dita não-monotônica quando as decisões de

escalonamento podem ser alteradas posteriormente.

Definição 11: Um par (evento,decisão) é dito síncrono quando podem ser alocados

num estágio preciso da escala.

Definição 12: Um par (evento,decisão) é dito assíncrono quando puder ocorrer em

qualquer momento.

Portanto, a técnica de escalonamento necessária a esta tese é dita autônoma, estável, adaptativa, flexível, contingente e monotônica.

As técnicas mais usadas em problemas de escalonamento podem ser classificadas como Reativas, Pró-ativas, Progressivas e Mistas.

3.2.3.1 Técnicas Reativas

As técnicas reativas caracterizam-se pela execução da escala nominal enquanto nenhum evento inesperado acontece. De outra forma, a escala nominal deve ser totalmente revisada. Pode possuir característica não-monotônica, porém limitada, onde um re-escalonamento deve ser realizado para ajuste da escala nominal. Nos casos extremos, toda a escala preditiva deve ser feita novamente. O custo de resolução é alto e geralmente do tipo subótimo, onde situações reativas são limitadas em razão do tempo (VIDAL; BECK, 2003).

3.2.3.2 Técnicas Pró-ativas

Existem duas abordagens distintas para as técnicas do tipo pró-ativa. A primeira que usa uma representação probabilística/fuzzy da incerteza para gerar uma escala que cubra muitos casos. A segunda baseia-se na construção de escalas que levem em consideração casos de desvio em relação a uma escala nominal. A representação é do tipo flexível ou condicional. As características principais da segunda opção são a resolução off-line aliada à tomada de decisão on-line, onde todos os casos devem estar previstos. Uma desvantagem para essa técnica reside no fato de que o modelo resultante pode se tornar extenso demais (VIDAL; BECK, 2003).

3.2.3.3 Técnicas Progressivas

Essas técnicas baseiam-se na intercalação do escalonamento com a execução, para intervalos de tempo pequenos (curto prazo) durante o tempo de execução das escalas. Possui resolução on-line, porém como uma tarefa de apoio, podendo dispor de mais tempo para a procura da solução. Realiza as decisões de escalonamento quando informações novas sobre a execução dos planos chegam. Caracteriza-se como monotônica e (possivelmente) ótima, porém somente para uma visão de curto prazo.

Apresenta a necessidade de ser rápida, porém a característica de antecipação deixa tempo para a resolução. Também pode levar em conta eventos síncronos e ou assíncronos e requer pouca memória, possivelmente uma memória constante (VIDAL; BECK, 2003).

3.2.3.4 Técnicas Mistas

Essas técnicas combinam técnicas de resolução pró-ativa para levar em conta muitas possibilidades (muitos casos), mais a capacidade de lidar com a tomada de decisão

on-line e eventos inesperados. Vidal; Beck (2003) atestam que não existem muitos

exemplos na literatura para abordagens mistas, as quais representam atualmente um grande desafio.

3.2.3.5 Características mínimas para uma Técnica Mista aplicada ao Problema tratado nesta Pesquisa

A técnica de escalonamento e despacho a ser desenvolvida para esta pesquisa, classifica-se como uma técnica de escalonamento e despacho mista, a qual mescla características de técnicas pró-ativas (off-line) e de técnicas progressivas (on-line). A idéia principal das técnicas progressivas (on-line) é intercalar o escalonamento e a execução, sendo no caso dessa pesquisa considerada a intercalação do escalonamento e do controle da execução das tarefas. A geração dos planos é monotônica com uma visão à frente limitada, porém, incrementalmente atualizada. Uma característica importante desse tipo de técnica refere-se ao fato de poder incluir incertezas quanto ao tempo de duração das atividades. A alocação dos recursos para as tarefas é realizada no curto-prazo quando novos tempos efetivos são tomados durante a execução.

O escalonamento pode ser realizado através da técnica chamada de “telescoping

time-horizon” (VIDAL; BECK,2003). Essa técnica representa a geração de um plano

global, porém esse plano só é detalhado durante a execução, para janelas de tempo pequenas, mantendo um plano abstrato ou incompleto para janelas mais longas de tempo. O plano é futuramente detalhado durante o progresso da execução.

A técnica de escalonamento master da produção proposta nesta tese, mescla características de modelos matemáticos (algorítmicos) e modelos heurísticos.