Integrated cutting machine programming and lot sizing in furniture industry

In this paper a mathematical model that combines lot-sizing and cutting-stock problems applied to the furniture industry is presented. The model considers the usual decisions of the lot sizing problems, as well as operational decisions related to the cutting machine programming. Two sets of a priori generated cutting patterns are used, industry cutting patterns and a class of n-group cutting patterns. A strategy to improve the utilization of the cutting machine is also tested. An optimization package was used to solve the model and the computational results, using real data from a furniture factory, show that a small subset of n-group cutting patterns provides good results and that the cutting machine utilization can be improved by the proposed strategy.

Hybrid methods for lot sizing on parallel machines

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Lotes de produção e compra: modelos de mínimo custo

Estuda a problema do dimensionamento de lote em sistemas de produção intermitente, considerando os diferentes estágios do fluxo de materiais em uma empresa incluindo compra, produção e distribuição. Apresenta diversos modelos de mínimo custo, baseados em pressupostos faz como: operação em condições ideais (modelo clássico); existência ou não de descontos de compra; abastecimento instantâneo ou contínuo; existência ou não de restrições na disponibilidade de recursos; demanda determinística ou probabilística; existência ou não de permissão de faltas; itens isolados, itens múltiplos ou agregados de itens; estágio início ou estágios múltiplos; etc.

Estatégias para incorporação das deçisões de sequenciamento em um problema integrado de produção de bebidas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Usando o ATSP na Modelagem do Problema Integrado de Produção de Bebidas

Neste trabalho, propomos um modelo integrado de dimensionamento de lotes e programação da produção monomáquina para uma fábrica de refrigerantes de pequeno porte. As decisões de dimensionamento foram baseadas em um modelo encontrado na literatura e as decisões de sequenciamento foram modeladas utilizando restrições do problema do caixeiro viajante assimétrico. Para a validação do modelo proposto foram feitos testes computacionais com exemplares gerados aleatoriamente, e também exemplares baseados em dados reais obtidos da literatura. Os exemplares foram resolvidos pelo método Branch-and-Cut incluído no pacote computacional CPLEX 10.0. Os resultados mostram que o modelo proposto representa o planejamento da produção em fábricas de bebidas monomáquinas e que, em algumas situações, produz resultados melhores que o modelo da literatura.

Planejamento agregado de estoques

Estuda o problema do dimensionamento de estoques agregado, em função dos custos envolvidos e de objetivos estabelecidos. Apresenta os sistemas básicos de gestão de estoques: lote fixo, revisão periódica, máximo e mínimo e reposição opcional. São discutidos diversos tipos de modelos de mínimo custo para o dimensionamento dos estoques operacionais: modelos de estágio único; lotes econômicos com permissão de faltas; modelos que admitem variação no valor dos custos envolvidos. São também analisados diversos modelos probabilísticos para o dimensionamento dos estoques de segurança, tanto para itens de alta demanda (modelos de distribuição normal, gama, etc.) como de baixa demanda (modelos de Poisson, Laplace, etc.). Para os estoques agregados, e proposto o modelo GEA - GESTÃO DE ESTOQUES AGREGADOS, que dimensiona os parâmetros de controle dos itens individuais em função de objetivos agregados. São ainda apresentados modelos de previsão de demanda a curto prazo e de classificação dos itens de estoque em função do seu Valor de Demanda.

Um modelo de otimização inteira mista e heurísticas relax and fix para a programação da produção de fábricas de refrigerantes de pequeno porte

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Dimensionamento di una pinna da windsurf mediante tecniche di ottimizzazione

Nel presente lavoro viene trattato il problema del dimensionamento di una pinna da windsurf con l’ottica di massimizzarne le prestazioni idrodinamiche. Il sistema windsurf è stato analizzato e su questo studio è stato sviluppato un modello utile a ricavare condizioni dimensionanti per la pinna. Facendo uso del metodo Monte Carlo è stato elaborato un modello di ottimizzazione dei parametri geometrici e aerodinamici della pinna, e su tale configurazione di pinna è stato eseguito un calcolo dei principali carichi strutturali. I modelli sono stati testati per due date condizione operativa del windsurf e i risultati confrontati.

Polyhedral study of mixed integer sets arising from inventory problems

“Branch-and-cut” algorithm is one of the most efficient exact approaches to solve mixed integer programs. This algorithm combines the advantages of a pure branch-and-bound approach and cutting planes scheme. Branch-and-cut algorithm computes the linear programming relaxation of the problem at each node of the search tree which is improved by the use of cuts, i.e. by the inclusion of valid inequalities. It should be taken into account that selection of strongest cuts is crucial for their effective use in branch-and-cut algorithm. In this thesis, we focus on the derivation and use of cutting planes to solve general mixed integer problems, and in particular inventory problems combined with other problems such as distribution, supplier selection, vehicle routing, etc. In order to achieve this goal, we first consider substructures (relaxations) of such problems which are obtained by the coherent loss of information. The polyhedral structure of those simpler mixed integer sets is studied to derive strong valid inequalities. Finally those strong inequalities are included in the cutting plane algorithms to solve the general mixed integer problems. We study three mixed integer sets in this dissertation. The first two mixed integer sets arise as a subproblem of the lot-sizing with supplier selection, the network design and the vendor-managed inventory routing problems. These sets are variants of the well-known single node fixed-charge network set where a binary or integer variable is associated with the node. The third set occurs as a subproblem of mixed integer sets where incompatibility between binary variables is considered. We generate families of valid inequalities for those sets, identify classes of facet-defining inequalities, and discuss the separation problems associated with the inequalities. Then cutting plane frameworks are implemented to solve some mixed integer programs. Preliminary computational experiments are presented in this direction.

Um estudo algorítmico de problemas logísticos na indústria de petróleo e gás natural

This work consists on the study of two important problems arising from the operations of petroleum and natural gas industries. The first problem the pipe dimensioning problem on constrained gas distribution networks consists in finding the least cost combination of diameters from a discrete set of commercially available ones for the pipes of a given gas network, such that it respects minimum pressure requirements at each demand node and upstream pipe conditions. On its turn, the second problem the piston pump unit routing problem comes from the need of defining the piston pump unit routes for visiting a number of non-emergent wells in on-shore fields, i.e., wells which don t have enough pressure to make the oil emerge to surface. The periodic version of this problem takes into account the wells re-filling equation to provide a more accurate planning in the long term. Besides the mathematical formulation of both problems, an exact algorithm and a taboo search were developed for the solution of the first problem and a theoretical limit and a ProtoGene transgenetic algorithm were developed for the solution of the second problem. The main concepts of the metaheuristics are presented along with the details of their application to the cited problems. The obtained results for both applications are promising when compared to theoretical limits and alternate solutions, either relative to the quality of the solutions or to associated running time

Otimização multiobjetivo no planejamento agregado da produção e na cogeração de energia elétrica de usina do setor sucroenergético

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Reformulação para um problema integrado de dimensionamento e sequenciamento de lotes

In this paper, some new constraints and an extended formulation are presented for a Lot Sizing and Scheduling Model proposed in the literature. In the production process considered a key material is prepared and is transformed into different final items. The sequencing decisions are related to the order in which the materials are processed and the lot sizing decisions are related to the final items production. The mathematical formulation considers sequence-dependent setup costs and times. Results of the computational tests executed using the software Cplex 10.0 showed that the performance of the branch-and-cut method can be improved by the proposed a priori reformulation.

Dimensionamento de obras de dissipação de energia em drenagem de vias de comunicação

Dissertação de Natureza Científica para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Hidráulica

Dimensionamento de equipes baseado em modelos de previsão, simulação e alocação : caso de uma empresa do setor elétrico

O bom dimensionamento de equipes contribui para o aumento do nível dos serviços prestados pelas empresas, com o menor custo possível. Uma alternativa para abordar a questão foi dimensionar as equipes de eletricistas, de uma empresa do setor elétrico, (utilizando técnicas de previsão de demanda, de simulação e de alocação) para atender de forma otimizada, a demanda variável das atividades prestadas - fornecimento de energia. Um equilíbrio entre a demanda por serviços e a capacidade de execução da empresa evitaria longas filas de espera dos clientes e servidores (eletricistas) ociosos. Cinco etapas forma cumpridas: fase exploratória, coleta de dados, previsão de demanda e simulação do processo e alocação do recurso. Na primeira houve um entendimento de como chegava o pedido do serviço na empresa até a finalização da ordem de serviço. Na coleta de dados foram levantados aproximadamente 80 tipos diferentes de atividades desenvolvidas pelos eletricistas e classificadas de acordo com a prioridade de urgência, prazos de atendimento dos serviços e afinidade de execução das tarefas. Nesta etapa ainda foram coletados os volumes de serviços gerados e tempos médios de deslocamento e execução das atividades. Na terceira etapa foi utilizado um software de previsão de demanda chamado Forecast Pro, possibilitando a escolha automática do modelo de previsão mais apropriado para a série histórica em estudo. Na quarta etapa, foi utilizado um software de simulação de processos chamado Arena. Desenvolveu-se um modelo do processo real com os respectivos dados de entrada dos serviços, tempos de deslocamento e execução e número de equipes. Na última etapa, utilizando a ferramenta Solver do Excel otimizou-se o número de equipes. Um dos resultados da ação foi obter vários cenários com a variação do número de equipes e seus respectivos tempos médios de atendimento, sem causar nenhum dano para a empresa, podendo assim ser analisado qual o melhor cenário para ser implementado na companhia, minimizando o problema.

Determinação da localização, dimensionamento e número ótimo de unidades industriais

O presente trabalho tem como objetivo definir uma sistemática para a abordagem de problemas de localização e dimensionamento de unidades industriais ou serviços, procurando basicamente enfatizar o progresso alcançado na formulação de modelos, bem como destacar as principais técnicas desenvolvidas para a solução desses modelos. Com o intuito de fornecer maiores subsídios ao estudo da localização industrial, desenvolveram-se neste trabalho, através do estudo de um caso, todas as etapas que envolvem a resolução de um problema real como forma de avaliar a viabilidade da utilização dos modelos e técnicas existentes na literatura.