Diseño y desarrollo de técnicas de inteligencia artificial para la resolución de problemas de scheduling sostenible
- Autores: Christian Pérez Bernal
- Directores de la Tesis: Miguel Angel Salido Gregorio (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de València ( España ) en 2025
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Vicente J. Julián Inglada (presid.), María Camino Rodríguez Vela (secret.), Juan Fernández Olivares (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Informática por la Universitat Politècnica de València
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RiuNet
- Resumen
En los últimos años, los problemas de JSP han adquirido una relevancia significativa debido a su impacto directo en la eficiencia operativa y la sostenibilidad de los procesos industriales. El JSP se centra en la asignación eficiente de trabajos a máquinas en un entorno de producción, optimizando criterios como el tiempo de procesamiento y la utilización de recursos. Este problema representa un desafío fundamental en la optimización combinatoria, especialmente debido a su naturaleza NP-hard, lo que implica una alta complejidad computacional para hallar soluciones óptimas en escenarios complejos.
Esta investigación amplía el clásico JSP mediante el desarrollo de variantes que integran criterios avanzados de sostenibilidad, incluyendo el consumo energético. Estas extensiones permiten representar con mayor precisión las condiciones reales de los entornos industriales, donde las restricciones energéticas y operativas desempeñan un papel crucial. En particular, se ha modelado el FJSP, una variante que incorpora flexibilidad en la asignación de máquinas, y el DisJSP, que considera recursos distribuidos, ampliando las aplicaciones prácticas del problema.
Uno de los aspectos clave de este trabajo es el desarrollo de métodos para generar instancias configurables del problema, lo que permite simular una amplia variedad de escenarios industriales. Este enfoque facilita el análisis del impacto de las diferentes configuraciones y restricciones en los resultados, permitiendo controlar características clave como tiempos de procesamiento, consumo energético, ventanas de tiempo y saturación de recursos. La generación de instancias específicas ofrece una herramienta poderosa para estudiar cómo las decisiones en el diseño de los sistemas afectan la eficiencia operativa y energética en distintos contextos.
Además, se han empleado técnicas avanzadas de IA, como metaheurísticas híbridas y sistemas basados en aprendizaje, para resolver instancias complejas del problema. Estas metodologías han permitido explorar de manera eficiente grandes espacios de búsqueda, logrando optimizar objetivos conflictivos como el makespan y el consumo energético. Los resultados obtenidos demuestran que una planificación basada en un conocimiento profundo de las características del problema mejora significativamente la calidad de las soluciones y la capacidad de las empresas para adaptarse a entornos industriales diversos y exigentes.
La investigación incluye un extenso análisis experimental para validar las metodologías propuestas, utilizando instancias reales y simuladas. Los resultados muestran mejoras significativas en la optimización del makespan, junto con una reducción en el consumo energético. Estos logros destacan la importancia de diseñar herramientas flexibles y escalables que permitan una optimización eficiente en una amplia gama de escenarios industriales.
En conclusión, este trabajo representa un avance significativo en el campo del JSP sostenible, al integrar enfoques basados en IA con criterios de sostenibilidad y eficiencia energética. Las soluciones propuestas no solo mejoran la productividad industrial, sino que también contribuyen a reducir el impacto ambiental, cumpliendo con los crecientes requisitos regulatorios y las demandas sociales de sostenibilidad. Estas aportaciones establecen una base sólida para futuras investigaciones en problemas de scheduling, abriendo nuevas oportunidades para la optimización industrial en un mundo cada vez más consciente de su impacto ambiental.
