Un Squirrel Search Algorithm discreto aplicado al problema Job Shop con operadores calificados

Abstract

Introducción: El problema Job Shop Con Operadores Calificados o Job Shop With Skilled Operators (JSSO) es una extensión del problema clásico Job Shop en el cual, una operación debe ser ejecutada por un conjunto limitados de trabajadores, con el objetivo de minimizar el tiempo de terminación total de los trabajos o Makespan, situación que puede representar distintas aplicaciones en la vida cotidiana. Es un problema complejo y es catalogado como NP-HARD. Objetivo: En este artículo, se aborda el problema JSSO desde la adaptación de un algoritmo conocido como Squirrel Search Algorithm (SSA). Metodología: Se propone un esquema de codificación discreto para el algoritmo SSA utilizando el método Smallest Position Value (SPV). Además, para evitar soluciones que violen las relaciones de precedencia; se corrigen con el método Valid Particle Generator (VPG), el cual garantiza soluciones factibles. Dos versiones del algoritmo se colocan a prueba en 28 instancias propuesta en la literatura para validar su rendimiento. Resultados: Los experimentos computacionales realizados muestran que los dos algoritmos propuestos alcanzan soluciones óptimas en 25 de las 28 instancias analizadas. Además, para las instancias en donde no se logró soluciones óptimas, el gap promedio no supera el 2% para ambas versiones de los algoritmos propuestos. Conclusiones: El esquema de codificación propuesto garantiza la discretización del algoritmo, generando soluciones que convergen hacia el óptimo. Además, la codificación propuesta, permite utilizar de manera natural los operadores de movimiento propuestos originalmente para el algoritmo utilizado. El rendimiento obtenido por los algoritmos es adecuado y de alta calidad.