Formulações de programação inteira para problemas de escalonamento da produção

Abstract

Os modelos determinísticos para resolução de problemas de escalonamento possuem grande aplicabilidade por permitirem o estudo de diversas situações em diferentes áreas do conhecimento. Dois problemas deste tipo foram abordados neste estudo: o problema de sequenciamento de job shop (PSJS) e o caso prático do problema de alocação de bobinas (PAB) para fabricação de dutos flexíveis da indústria de óleo e gás. O ambiente de produção job shop possibilita alta flexibilidade na oferta de produtos e serviços, sendo estratégico para a satisfação dos clientes. Devido à sua relevância, um dos objetivos dessa dissertação consiste em propor um modelo de programação inteira (PI) para resolver o problema de sequenciamento de job shop com função objetivo de minimizar o atraso total ponderado de forma eficiente. O novo modelo é baseado na formulação proposta por Bowman e Kondili, Pantelides e Sargent com variáveis indexadas no tempo e introdução de restrições como fluxos em rede. Os resultados demonstraram que a nova formulação é competitiva em condições em que os tempos de processamento das tarefas pelas máquinas é reduzido e apresenta resultados iniciais, isto é, soluções ótimas com relaxação linear mais próximas da solução ótima inteira do que as formulações presentes na literatura. As bobinas tratadas no segundo problema deste trabalho são utilizadas para armazenagem e transporte de dutos flexíveis em cada etapa da sua produção até a entrega final ao cliente. Outro objetivo desta dissertação é a proposição de um modelo de PI para resolução do problema de alocação de bobinas a fim de minimizar o número de bobinas necessárias e/ou reduzir a sua movimentação dentro da fábrica. A contribuição deste modelo é a capacidade de fornecer respostas ágeis e precisas em um cenário de escassez de bobinas e esforço crescente para redução de custos na indústria do petróleo. O modelo foi aplicado em uma fábrica de dutos localizada no Estado do Rio de Janeiro. O teste foi realizado para um horizonte de planejamento de seis meses, correspondendo a uma produção de dutos 10% maior do que a do semestre anterior. O modelo mostrou que era possível realizar esse aumento de produção sem a aquisição de bobinas adicionais, gerando consideráveis ganhos financeiros