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Title: Formulações de programação inteira para problemas de escalonamento da produção
Other Titles: Entire programming formulations for scheduling problems
Authors: Machado, Fernando Paes Barreto
metadata.dc.contributor.advisor: Barboza, Eduardo Uchoa
metadata.dc.contributor.members: Costa, Helder Gomes
Ferreira Filho, Virgilio José Martins
Issue Date: 2018
Citation: MACHADO, Fernando Paes Barreto. Formulações de programação inteira para problemas de escalonamento da produção. 2018. 140 f. (Mestrado em Engenharia de Produção) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2018.
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
metadata.dc.description.abstractother: The deterministic models for solving scheduling problems have high applicability due to the fact they permit the study of several situations in different areas of knowledge. Two problems of this type were addressed in this study: the job shop scheduling problem (JSSP) and the practical case of the reel allocation problem (RAP) for the production of flexible pipes in the oil and gas industry. The job shop machine environment enables high flexibility to offer products and services and therefore it is strategic for customer satisfaction. Due to its relevance, one of the objectives of this master thesis consists in proposing an integer programming (IP) model to solve the job shop scheduling problem with the objective function of minimizing the total weighted tardiness. The new model for solving the job shop scheduling problem is based on the formulation proposed by Bowman and Kondili, Pantelides and Sargent with time-indexed variables and introduction of constraints as network flows. Results have shown that the new formulation is competitive under conditions in which processing times of the jobs in the machines are reduced and presents initial results, i.e. optimal solutions with linear relaxation closer to the integer optimal solution than the existing formulations in the literature. The reels treated in the second problem of this work are used for storage and transportation of flexible pipes at each stage of their production, until final delivery to the customer. Another objective of this master thesis is proposing an IP model for solving the reel allocation problem in order to minimize the number of reels required and/or reduce its movement inside the factory. The contribution of the proposed model for the definition of reel allocation is the ability to provide agile and accurate responses in scenarios of reel shortages and increasing effort to reduce costs in the oil industry. The model was applied to a pipe plant located in the State of Rio de Janeiro. The test was performed for a planning horizon of six months, corresponding to a production of pipes 10% higher than that of the previous semester. The model showed that it was possible to achieve this increase of production without purchasing additional reels, generating considerable financial gains
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/7585
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