Otimização multiobjetivo de buffers e servidores em redes de filas markovianas via algoritmo simulated annealing.

Abstract

Este estudo aborda a resolução de problemas de otimização em sistemas de redes de filas, com o objetivo explícito de aumentar sua eficiência operacional. Especificamente, visa otimizar a alocação de recursos e melhorar o desempenho do sistema por meio da aplicação de algoritmos de otimização apropriados. Para tanto, o algoritmo Simulated Annealing (SA) é empregado para resolver problemas de otimização em redes de filas caracterizadas por processos de chegada e serviço Markovianos, múltiplos servidores e capacidades de buffer finitas. Dentre os desafios relevantes nesse contexto, o Problema de Alocação de Buffers e Servidores (BSAP) se destaca como uma questão significativa e amplamente estudada. Este trabalho propõe uma estratégia multiobjetivo para abordar o BSAP, destaca sua aplicabilidade a uma variedade de sistemas do mundo real que podem ser modelados como redes de filas. A relevância prática desta pesquisa reside em seu potencial para apoiar uma tomada de decisão mais eficaz no projeto e gerenciamento de tais sistemas. O BSAP constitui um problema de programação não linear para o qual não existe uma solução analítica de forma fechada e para o qual os métodos computacionais tradicionais se mostram inadequados. Consequentemente, técnicas heurísticas e livres de derivadas tornam-se essenciais. Nesse contexto, o algoritmo Multiobjective Optimization Simulated Annealing (MOSA) surge como um método promissor para a obtenção de soluções de alta qualidade para gerenciamento de recursos. O estudo avalia a eficácia do algoritmo na geração de soluções custo eficientes que respondam às variações nos custos relativos de servidores e buffers, além de acomodar as características estruturais específicas de cada topologia de rede de filas.