Study of th Block Assembly Scheduling Problem in Shipbuilding using Exact Methods and Metaheuristic Algorithms

Resumo

A presente tese doutoral aborda o estudo e a optimización do problema da programación e secuenciación da ensamblaxe de bloques en construción naval mediante métodos exactos e algoritmos metaheurísticos. Este problema de programacióne secuenciación modélase coma un problema de taller flexible con ensamblaxes (FJSP-A) e, aínda que foi amplamente estudado na literatura,vólvese extremadamente complexo no contexto da construción naval. Isto é debidoá súa gran escala e ás restricións adicionais como a capacidade limitadados buffers, os prazos e a integración da estratexia de erección na bancada. De maneira secuencial, en primeiro lugar, a presente tese propón e compara un modelo de programación lineal enteira mixta (MILP) e un modelo de programacióncon restricións (CP) para o FJSP-A xeneral con capacidade limitada debuffers e recursos relaxados para a minimización do makespan. A continuación,dado o potencial mostrado polo modelo CP, realízase unha análise comparativa dos métodos exactos e dúas metaheurísticas, un Algoritmo Xenético (GA) e un algoritmo de Evolución Diferencial (DE), empregando casos reais. Os resultados experimentais demostran a superioridade de CP sobre o resto de métodos, ao mesmo tempo que ilustra o rendemento das metaheurísticas propostas. Finalmente,desenvólvese unha estratexia de descomposición baseada en CP para abordar o problema completo, integrando a ensamblaxe dos bloques e a sua erección na bancada. O algoritmo proposto combina heurísticas e as vantaxes de CP, proporcionando solucións de alta calidade en escenarios moi complexos e abordando tanto a minimización do makespan como a optimización do uso derecursos. Coa presente tese doutoral preténdese tender pontes entre a investigación académica e a realidade industrial do naval, ofrecendo un conxunto de ferramentas de optimización dispoñibles para a planificación de alto nivel. Con iso contribúese a mellorar a competitividade da industria naval a través de técnicas avanzadas de planificación e optimización da programación.