Scheduling Algorithms

Este repositório contém a implementação de algoritmos de escalonamento desenvolvidos para o Trabalho de Conclusão de Curso em Ciência da Computação pela Universidade Federal do ABC, intitulado:

"O Escalonador dos Papéis: Abordagens heurísticas com colônias de formigas para o escalonamento flexível de trabalhos no contexto da indústria gráfica"

Os resultados dos experimentos podem ser encontrados neste repositório.

Leia o trabalho completo aqui

Descrição

O projeto implementa diversas variações de algoritmos baseados em Colônia de Formigas (Ant Colony Optimization - ACO) para resolver problemas de escalonamento flexível de trabalhos (Flexible Job Shop Scheduling Problem - FJSSP), com aplicação específica no contexto da indústria gráfica.

Estrutura do Projeto

O código foi desenvolvido em C# e está organizado em vários projetos. O projeto principal é o Scheduling.Console, que contém a interface de linha de comando para execução dos algoritmos.

Como Executar

1. Compile o projeto Scheduling.Console
2. Execute o programa com os parâmetros necessários

Formato do Comando

.\Scheduling.Console.exe -i {file} -o {output_dir} --runs {runs} {params}

Onde:

• file: caminho para o arquivo .fjs com a instância do problema
• output_dir: diretório de saída para os resultados (será criado se não existir)
• runs: número de execuções independentes
• params: parâmetros do algoritmo (detalhados abaixo)

Exemplos de Execução

1. Algoritmo Guloso (Greedy)

.\Scheduling.Console.exe -i instances/print_job.fjs -o results/greedy/ --runs 5 --solver greedy

2. Ant System Versão 1 (Sequencial)

.\Scheduling.Console.exe -i instances/print_job.fjs -o results/asv1/ --runs 10 \
--solver ASV1 --iterations 50 --ants 20 --alpha 1 --beta 1.4 --rho 0.01 --tau0 100

3. Ant System Versão 1 (Paralelo)

.\Scheduling.Console.exe -i instances/large_batch.fjs -o results/asv1_parallel/ --runs 8 \
--solver ASV1 --iterations 50 --ants 20 --alpha 1 --beta 1.4 --rho 0.01 --tau0 100 --parallel

4. MAX-MIN Ant System (Com limites de feromônio)

.\Scheduling.Console.exe -i instances/complex_job.fjs -o results/mmas/ --runs 15 \
--solver MMASV1 --iterations 100 --ants 30 --alpha 1 --beta 2.0 --rho 0.05 --taumin 5 --taumax 500

5. ACS com paralelismo (Versão 2)

.\Scheduling.Console.exe -i instances/urgent_order.fjs -o results/acsv2_parallel/ --runs 12 \
--solver ACSV2 --iterations 80 --ants 25 --alpha 0.8 --beta 1.8 --rho 0.1 --tau0 50 --phi 0.05 --parallel

Observações:

• Substitua instances/*.fjs pelos caminhos reais dos seus arquivos de instância
• O parâmetro --runs define quantas vezes o algoritmo será executado (útil para análise estatística)
• Para versões paralelas, sempre inclua a flag --parallel
• Diretórios de saída serão criados automaticamente se não existirem

Parâmetros dos Algoritmos

Tabela Geral de Parâmetros

Parâmetro	Descrição	Valores Típicos
--solver	Versão do algoritmo	ASV1, MMASV2, etc
--iterations	Número de iterações	50-200
--ants	Número de formigas	10-50
--alpha	Peso do feromônio	0.8-2.0
--beta	Peso da heurística	1.0-3.0
--rho	Taxa de evaporação	0.01-0.2
--tau0	Feromônio inicial	1-100
--parallel	Ativa execução paralela	(flag sem valor)

Configurações por Algoritmo

Algoritmos Básicos

Algoritmo	Parâmetros Específicos	Exemplo de Comando
Greedy	-	--solver greedy
ASV1	--tau0 (feromônio inicial)	--solver ASV1 --tau0 100

Algoritmos Avançados

Algoritmo	Parâmetros Exclusivos	Exemplo Completo
MMASV1	--taumin, --taumax (limites de feromônio)	--solver MMASV1 --taumin 5 --taumax 500
EASV2	--elitistweight (peso da formiga elite)	--solver EASV2 --elitistweight 50
ACSV1	--phi (taxa de atualização local)	--solver ACSV1 --phi 0.05

Exemplo de Configuração Completa

# MMAS com paralelismo
.\Scheduling.Console.exe -i instances/print_job.fjs -o results/mmas_parallel/ --runs 10 \
--solver MMASV2 --iterations 100 --ants 30 --alpha 1.2 --beta 1.8 --rho 0.1 \
--taumin 10 --taumax 1000 --parallel

Legenda:

• 📌 Obrigatório: Todos os algoritmos requerem --solver, --iterations e --ants
• 🔄 Paralelizável: Adicione --parallel para versões paralelas (exceto Greedy)
• ⚠️ Valores padrão: Se omitidos, usam valores internos (consulte o PDF do TCC)

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