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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.55.2018.tde-05022018-161825
Documento
Autor
Nome completo
Willy Alves de Oliveira Soler
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2017
Orientador
Banca examinadora
Santos, Maristela Oliveira dos (Presidente)
Guimarães, Luís Filipe Ribeiro dos Santos
Rangel, Maria do Socorro Nogueira
Toledo, Cláudio Fabiano Motta
Título em português
Análise, proposição e solução de modelos para o problema integrado de dimensionamento de lotes e sequenciamento da produção
Palavras-chave em português
Dimensionamento de lotes
Heurísticas
Programação matemática inteira mista
Relaxação lagrangiana
Resumo em português
Esta tese aborda um problema de dimensionamento e sequenciamento de lotes de produção baseado em uma indústria alimentícia brasileira que opera por meio de diversas linhas de produção heterogêneas. Nesse ambiente produtivo, as linhas de produção compartilham recursos escassos, tais como, trabalhadores e máquinas e devem ser montadas (ativadas) em cada período produtivo, respeitando-se a capacidade disponível de cada recurso necessário para ativação das mesmas. Modelos de programação matemática inteira mista são propostos para representação do problema, bem como diversos métodos heurísticos de solução, compreendendo procedimentos construtivos e de melhoramento baseados na formulação matemática do problema e heurísticas lagrangianas. São propostas heurísticas do tipo relax-and-fix explorando diversas partições das variáveis binárias dos modelos e uma heurística baseada na decomposição do modelo para construção de soluções. Procedimentos do tipo fix-and-optimize e matheuristics do tipo iterative MIP-based neighbourhood search são propostas para o melhoramento das soluções iniciais obtidas pelos procedimentos construtivos. Testes computacionais são realizados com instâncias geradas aleatoriamente e mostram que os métodos propostos são capazes de oferecer melhores soluções do que o algoritmo Branch-and-Cut de um resolvedor comercial para instâncias de médio e grande porte.
Título em inglês
Analysis, proposition and solution of models for the simultaneous lot sizing and scheduling problem
Palavras-chave em inglês
Heuristics
Lagrangian relaxation
Lot sizing and scheduling problem
Mixed integer programming
Resumo em inglês
This doctoral dissertation addresses the simultaneous lot sizing and scheduling problem in a real world production environment where production lines share scarce production resources. Due to the lack of resources, the production lines cannot operate all simultaneously and they need to be assembled in each period respecting the capacity constraints of the resources. This dissertation presents mixed integer programming models to deal with the problem as well as various heuristic approaches: constructive and improvement procedures based on the mathematical formulation of the problem and lagrangian heuristics. Relax-and-fix heuristics exploring some partitions of the set of binary variables of a model and a decomposition based heuristic are proposed to construct solutions. Fix-and-optimize heuristics and iterative MIP-based neighbourhood search matheuristics are proposed to improvement solutions obtained by constructive procedures. Computational tests are performed with randomly instances and show that the proposed methods can find better solutions than the Branch-and-Cut algorithm of a commercial solver for medium and large size instances.
 
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Data de Publicação
2018-02-05
 
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