Dimensionamento e seqüenciamento de lotes de produção na indústria de suplementos para nutrição animal

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Toso, Eli Angela Vitor
Data de Publicação: 2008
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/3315
Resumo: This work studies the integrated lot sizing and scheduling problem in the animal feed compound industry. The lot sizing problem in this industry consists of deciding which and how much to produce in each period, in order to minimize overtime and storage costs. The sequencing problem consists of sequencing the production lots, in order to minimize the setups (that eat into the available capacity), and to avoid the risks of residual contamination. The main difference of this problem in relation to the ones in literature is the structure of the setup times. Using a case study in a company of the sector, four approaches are proposed to model and solve the problem. The first two are based on the General Lot Sizing and Scheduling Problem (GLSP) with sequence dependent setup times. The other two approaches consist of a reformulation of the GLSP model, considering the lot sequencing as an Asymetric Travelling Salesman Problem (ATSP). Either modeling approach GLSP and ATSP is proposed for two company strategies related to the cleaning of the production line, called (1) Independent Sequences , where it is assumed that at the end of each period a complete cleaning in the production line is carried out; and (2) Dependent Sequences , where the sequence at the beginning of each period depends on the preparation state of the line in the previous period (setup carryover). The model GLSP Independent Sequences is solved by the branch-and-cut method (using the software AMPL/CPLEX), with limited computational time. To solve the model GLSP Dependent Sequences , besides the branch-and-cut method, two heuristic relax-and-fix procedures are proposed . To solve the model ATSP Independent Sequences the subtour elimination method is used. In the case of the model ATSP Dependent Sequences , as well as the subtour elimination method, the patching subtours method is used. According to experiments carried out with real data, the models and methods proposed solve the problem satisfactorily, getting better results that the company. Of the different approaches proposed, the most appropriate for the problem appears to be the reformulation ATSP with the patching method and the strategy Dependent Sequences .
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The main difference of this problem in relation to the ones in literature is the structure of the setup times. Using a case study in a company of the sector, four approaches are proposed to model and solve the problem. The first two are based on the General Lot Sizing and Scheduling Problem (GLSP) with sequence dependent setup times. The other two approaches consist of a reformulation of the GLSP model, considering the lot sequencing as an Asymetric Travelling Salesman Problem (ATSP). Either modeling approach GLSP and ATSP is proposed for two company strategies related to the cleaning of the production line, called (1) Independent Sequences , where it is assumed that at the end of each period a complete cleaning in the production line is carried out; and (2) Dependent Sequences , where the sequence at the beginning of each period depends on the preparation state of the line in the previous period (setup carryover). The model GLSP Independent Sequences is solved by the branch-and-cut method (using the software AMPL/CPLEX), with limited computational time. To solve the model GLSP Dependent Sequences , besides the branch-and-cut method, two heuristic relax-and-fix procedures are proposed . To solve the model ATSP Independent Sequences the subtour elimination method is used. In the case of the model ATSP Dependent Sequences , as well as the subtour elimination method, the patching subtours method is used. According to experiments carried out with real data, the models and methods proposed solve the problem satisfactorily, getting better results that the company. Of the different approaches proposed, the most appropriate for the problem appears to be the reformulation ATSP with the patching method and the strategy Dependent Sequences .Este trabalho estuda o problema integrado de dimensionamento e seqüenciamento de lotes de produção na indústria de suplementos para nutrição animal. O problema de dimensionamento de lotes nesta indústria consiste em determinar o que e quanto produzir em cada período, minimizando os custos de estocagem e horas extras. O problema de seqüenciamento de lotes consiste em ordenar a produção dos lotes, de forma a minimizar o número de preparações necessárias, que consomem capacidade produtiva, e evitar os riscos de contaminação residual. O principal diferencial deste problema em relação aos tratados na literatura é a estrutura dos tempos de preparação. A partir de um estudo de caso em uma empresa do setor, são propostas quatro abordagens para modelar e resolver o problema. As duas primeiras abordagens são baseadas no modelo Genérico de Dimensionamento e Seqüenciamento de Lotes (GLSP) com tempos de preparação dependentes da seqüência. As outras duas abordagens consistem em uma reformulação do modelo GLSP, considerando o seqüenciamento dos lotes como um problema do caixeiro viajante assimétrico (ATSP). Cada uma das abordagens de modelagem GLSP e ATSP são propostas para duas estratégias da empresa em relação à limpeza da linha, denominadas: (1) Seqüências Independentes , onde se pressupõe que ao final de cada período do planejamento é realizada uma limpeza completa na linha de produção; e, (2) Seqüências Dependentes , onde a seqüência no início de cada período depende do estado de preparação da linha no período anterior (setup carryover). O modelo GLSP Seqüências Independentes é resolvido pelo método branch-and-cut (utilizando o software AMPL/CPLEX), com tempo computacional limitado. Para resolver o modelo GLSP Seqüências Dependentes , além do método branch-and-cut, são propostos dois procedimentos heurísticos relax-and-fix. Para resolução do modelo ATSP Seqüências Independentes é utilizado o método de eliminação de sub-rotas (sub-tours). No caso do modelo ATSP Seqüências Dependentes , além do método de eliminação de sub-rotas, é utilizado o método de combinação de sub-rotas (patching). De acordo com experimentos realizados com dados reais, os modelos e métodos propostos resolvem satisfatoriamente o problema, obtendo resultados melhores que a empresa. Entre as diferentes abordagens propostas, a mais adequada para o problema parece ser a reformulação ATSP com o método de eliminação e combinação de sub-rotas e a estratégia Seqüências Dependentes .Universidade Federal de Sao Carlosapplication/pdfporUniversidade Federal de São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Produção - PPGEPUFSCarBRDimensionamento de lotesSequenciamento da produçãoIndústria de nutrição animalHeurísticaENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAODimensionamento e seqüenciamento de lotes de produção na indústria de suplementos para nutrição animalinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis-1-1ab73fe2d-ae49-4b7d-915b-b256b3c2d946info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINAL1799.pdfapplication/pdf2261469https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/3315/1/1799.pdfc783824f1301d0a0c33f62f223981224MD51THUMBNAIL1799.pdf.jpg1799.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6051https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/3315/2/1799.pdf.jpgb93b892dbc281c03fc3cdc840e418c5eMD52ufscar/33152023-09-18 18:30:54.618oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/3315Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:30:54Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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