Os processos industriais de produção exigem uma programação da produção efetiva. Essa atividade consiste da alocação dos recursos produtivos, a fim de executar tarefas determinadas por um período de tempo definido. Programar a produção é uma das atividades mais complexas do Planejamento da Produção, pois existem diferentes tipos de recursos a serem administrados simultaneamente. E também a quantidade de possíveis soluções aumenta exponencialmente com o aumento da quantidade de tarefas e máquinas presentes no sistema. A proposta deste trabalho é apresentar um método heurístico construtivo para a solução de problemas flow shop permutacional. A função-objetivo utilizada é a minimização do tempo total da programação (makespan). O algoritmo foi desenvolvido com base no melhor algoritmo construtivo presente na literatura, e os resultados obtidos são discutidos e analisados com base na porcentagem de sucesso, desvio relativo médio e tempo médio de computação. / Industrial productive processes demand an effective production scheduling. These activities consist in allocating the productive resources in order to execute determined jobs for a established period of time. Scheduling the production is one of the most complex activities involved in Planning the Production because there are different kinds of resources to be managed simultaneously. Furthermore, the amounts of feasible solutions increase exponentially as the number of jobs and machines in large systems. This dissertation presents a constructive heuristic method to solve the permutational flow shop problem. The evaluation criterion is the total production elapsed time (makespan). The developed algorithm was based on the best algorithm found in the literature, the results are analysed based on the success rate, mean relative deviation and computing time.

A teoria de programação da produção preocupa-se em fornecer diretrizes e métodos eficientes para a utilização dos recursos nas atividades produtivas. Este trabalho investiga o problema de programação da produção em ambientes flow shop com máquinas múltiplas e tempos de preparação das máquinas assimétricos e dependentes da seqüência de execução das tarefas. A atividade de programação da produção constitui uma das várias funções executadas pelo planejamento e controle da produção, que tem como objetivo comandar e gerenciar o processo produtivo, e caracteriza uma das atividades mais complexas no gerenciamento dos sistemas produtivos. A programação da produção preocupa-se com a alocação de recursos sobre o tempo para executar um conjunto de tarefas. No ambiente estudado neste trabalho as operações de cada tarefa são executadas em múltiplos estágios de produção, podendo variar a quantidade de máquinas em cada um deles. Cada operação é processada por apenas uma máquina em cada estágio. Os tempos de preparação das máquinas possuem uma variabilidade relevante em função da ordem de execução das tarefas nas mesmas. A função-objetivo considerada é a minimização do tempo médio de fluxo. Foram desenvolvidos quatro métodos heurísticos construtivos com base em algoritmos reportados na literatura para solução do problema flow shop permutacional e máquinas paralelas cujo tempo de setup é dependente da seqüência de execução das tarefas. Como não foram encontrados na literatura métodos de solução para o problema investigado neste trabalho, os algoritmos propostos foram comparados entre si. Foi efetuado um estudo da influência da relação entre as ordens de grandeza dos tempos de processamento das tarefas e do setup das máquinas em cada método de solução. Os resultados obtidos na experimentação computacional foram analisados e discutidos com base na porcentagem de sucesso, desvio relativo, desvio-padrão do desvio relativo e tempo médio de computação. / Scheduling theory attempts to provide guidelines and efficient methods to the use of the resources in the productive activities. This study investigates the hybrid flow shop problem with asymmetric sequence dependent setup times. The activity of production scheduling constitute is one of the several functions carried by production planning and control, which has as the objective command and management the production system, and characterize is one of the tasks most complex in production management. This activity of the scheduling aims within the allocation of the resources for the execution of jobs in a time base. In the environment studied in this work, the operations of each job are processed in multiple production stages. The number of machines in each stage can be different. Each operation is processed by only one machine in each stage. The setup times have a significant variability in function of the sequence of job processing on the machines. The objective is minimizing the mean flow time. Four constructive heuristic methods were proposed on the basis of algorithms reported in the literature for solving permutation flow shop and parallel machine problems with sequence dependent setup times. The proposed heuristic methods will have compared between themselves, since no constructive heuristics have been found in the literature for the scheduling problem considered in this work. It was carried out the study of the influence of the relations among the range of the times processing and setup times in each method. The statistics used in order to evaluate the heuristic performances were the percentage of success (in finding the best solution), relative deviation, standard deviation of relative deviation and average computation time. Results from computational experience are discussed.

Este trabalho aborda o problema de programação de tarefas, a partir de um caso específico, conhecido como Flow Shop com buffer zero. O problema consiste em programar n tarefas em m máquinas no ambiente Flow Shop permutacional. Com o aumento do nível de exigência dos clientes, pesquisas que buscam o atendimento das datas de entrega têm se tornado de extrema importância em ambientes de manufatura. Este trabalho analisa o problema de minimização do atraso total no ambiente Flow Shop onde não existe a possibilidade de armazenagem das tarefas entre estágios de produção sucessivos (buffer zero), tendo como consequência o bloqueio de máquinas. A Heurística Evolutiva Clustering Search foi proposta e analisada para a obtenção de soluções de altíssima qualidade para o problema. Finalmente, uma extensa experimentação computacional foi realizada. Quando comparado com o melhor método reportado na literatura, o método proposto apresentou qualidade superior. / This work deals with the Flow Shop scheduling problem. The objective is scheduling n jobs on m machines in the Permutation Flow Shop environment. With the increasing customer demand level, researches that aims the attendance of due dates have become extremely important in manufacturing process. This work studies the total tardiness minimization problem in the flow shop environment where there is no buffer storage between machines, resulting in the machine block. The Heuristic Evolutionary Clustering Search was proposed and analyzed to obtain high quality solutions to the problem. Finally, an extensive computational experiment was performed. When compared to the best method reported in the literature, the proposed method showed high quality.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-04-23T19:33:59Z No. of bitstreams: 1 Ariel Peixoto Possebon.pdf: 3073454 bytes, checksum: 3123d6ee99ea9509d9a3ef1e02464701 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-23T19:33:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ariel Peixoto Possebon.pdf: 3073454 bytes, checksum: 3123d6ee99ea9509d9a3ef1e02464701 (MD5) Previous issue date: 2013-01-31 / Nenhuma / O Planejamento, Programação e Controle da Produção e dos Materiais é um importante processo do fluxo de informação que visa o desdobramento do Planejamento Estratégico para os níveis operacionais da empresa. Tais atividades, planejamento e programação, são atividades analíticas que envolvem a tomada de decisões que impactam na operação dos sistemas de produção. Para tomar estas decisões de forma correta, estes processos precisam da robustez necessária para auxiliar tais decisões. Na contrapartida, os sistemas de produção são diferentes aumentando ou diminuindo sua complexidade e consequentemente a forma como a empresa toma suas decisões. Neste contexto, este estudo pretende evidenciar quais são as diferenças existentes sob o prisma do PPCPM para dois tipos de sistemas de produção, os sistemas que atendem à demanda baseado em uma produção Make-To-Order (MTO), e os sistemas baseado em uma produção Make-To-Stock (MTS). Para tanto, a pesquisa foi realizada utilizando um Estudo de Caso múltiplo, considerando o PPCPM como sua unidade de análise. A partir desta análise, obteve-se como resultados desta pesquisa, as principais diferenças entre os processos de PPCPM para estes dois tipos de sistemas de produção com base nos casos estudados. / The Production Planning and Production Scheduling processes are important flow of information aimed at the deployment of the Strategic Planning for the operational levels of the company. Such activities, planning and scheduling, are analytical activities that involve making decisions that affect the operation of production systems. To make these decisions so correct, these processes require robustness needed to support these decisions. In contrast, the different production systems are increasing or decreasing its complexity and consequently how the company makes its decisions. In this context, this study aims to highlight what are the differences through the prism of PPCPM for two types of production systems, systems that meet the demand based on a production Make-To-Order (MTO), and systems based on a production Make-To-Stock (MTS). Therefore, the survey was conducted using a multiple case study, considering the PPCPM as unit of analysis. From this analysis, it was obtained as result of this research, the main differences between the PPCPM processes for these two types of production systems based on case studies.

Este trabalho é direcionado ao problema de Programação de Operações No-Idle Flow Shop Permutacional. Uma propriedade do problema, oriunda de estudo sobre a sua característica, é apresentada e utilizada para o desenvolvimento de um novo método heurístico construtivo, com o objetivo de minimizar a Duração Total da Programação (makespan). O novo método é comparado com os melhores heurísticos construtivos reportados na literatura, conhecidos por IG, KK e FRB3. Os resultados da experimentação computacional mostraram o melhor desempenho do método proposto, denominado BHBN, para os problemas testes de Ruiz et al. (2008) e Taillard (1993), quanto à qualidade da solução, apresentando também eficiência computacional. / This work is addressed to the No-Idle Flow Shop Sequencing problem. As a result of an investigation on the problem characteristics it is presented a property of this scheduling problem, which is used for the development of a new constructive heuristic with the objective of minimizing the Total Time to complete the schedule (makespan). The new method is compared with the best constructive heuristics reported in the literature, named IG, KK and FRB3. Results from computational experience showed the best performance of the proposed method, denoted by BHBN, for the instances of Ruiz et al. (2008) and Taillard (1993), as to the quality of the solution, and also computational efficiency.

Este trabalho apresenta o problema de programação de operações em máquinas no ambiente no-wait flow shop com critério de minimização do tempo total de fluxo (total flowtime). Aplicações para o problema no-wait flow shop podem ser encontradas em muitas indústrias. Por exemplo, em indústrias de metais, o metal aquecido deve seguir por uma série de operações antes de ser resfriado, com a finalidade de prevenir defeitos na sua composição. Um segundo exemplo é a indústria de plásticos que requer uma série de processos, um imediatamente após o outro, a fim de prevenir a degradação. Situações similares também são encontradas em outros processos industriais, como químicos e farmacêuticos. Neste trabalho, são propostos e avaliados novos métodos heurísticos para o problema, tão bons quanto os já existentes na literatura. Os métodos são avaliados através de um grande número de problemas de vários tamanhos. Os resultados da experimentação computacional também são analisados. / This work deals with the no-wait flow shop scheduling problem with the objective of minimizing total flowtime. Applications of no-wait flow shop can be found in many industries. For example, in steel factories, the heated metal continuously goes through a sequence of operations before it is allowed to cool in order to prevent defects in the composition of the steel. A second example is a plastic product that requires a series of processes to immediately follow on another in order to prevent degradation. Similar situations arise in other process industries such as the chemical and pharmaceutical. In this work, we propose evaluate new heuristics methods for the problem, as well as the existing in the literature. The methods are evaluated over a large number of problems of various sizes. The results of the computational experience are also reported.

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:11:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcos_Azevedo.pdf: 1641833 bytes, checksum: ea8db673a6d985bfda5c320c067eb052 (MD5) Previous issue date: 2009-12-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work aims at identifying and analyzing the System Planning and Production Control (PCP) in existing companies that provide their inputs to automaker and motorcycle manufacturer correlate the management of PCP with the performance evaluation of delivery of this assembly. First is presented a theory about the planning and production control by addressing the basic concepts and features. Then, the focus is given to the case study conducted in these companies through a research methodology, which sought to verify and show what has been used effectively in terms of PCP, which techniques are used, which reflected the performance of these techniques production companies and which problems related to PCP firms face. A questionnaire was developed as a research tool for obtaining information. The data obtained are analyzed individually and then as a whole. We made a diagnosis on the subject, suggesting the adequacy of those systems to their needs in the short, medium and long term. / A presente dissertação procura identificar e analisar criticamente o Sistema de Planejamento e Controle da Produção (PCP) existente em empresas que fornecem seus insumos para montadora fabricante de motocicletas e correlacionar a gestão de PCP com a avaliação de desempenho de entrega desta montadora. Inicialmente é apresentada uma teoria sobre o planejamento e controle da produção abordando seus principais conceitos e características. Em seguida, o enfoque é dado ao estudo de caso realizado nessas empresas, através de metodologia de pesquisa, onde se procurou verificar e mostrar o que efetivamente vem sendo utilizado em termos de PCP, quais técnicas são utilizadas, quais os reflexos dessas técnicas no desempenho produtivo das empresas e quais os problemas relativos ao PCP que essas empresas enfrentam. Foi elaborado um questionário como instrumento de pesquisa para obtenção das informações. Os dados obtidos são apresentados analisados individualmente e depois no seu conjunto. Realizou-se um diagnóstico sobre o assunto, sugerindo a adequação dos referidos sistemas às suas necessidades nos horizontes de curto, médio e longo prazo.

Este trabalho aborda o problema de programação de tarefas, a partir de um caso específico, conhecido como Flow Shop com buffer zero. O problema consiste em programar n tarefas em m máquinas no ambiente Flow Shop permutacional. Com o aumento do nível de exigência dos clientes, pesquisas que buscam o atendimento das datas de entrega têm se tornado de extrema importância em ambientes de manufatura. Este trabalho analisa o problema de minimização do atraso total no ambiente Flow Shop onde não existe a possibilidade de armazenagem das tarefas entre estágios de produção sucessivos (buffer zero), tendo como consequência o bloqueio de máquinas. A Heurística Evolutiva Clustering Search foi proposta e analisada para a obtenção de soluções de altíssima qualidade para o problema. Finalmente, uma extensa experimentação computacional foi realizada. Quando comparado com o melhor método reportado na literatura, o método proposto apresentou qualidade superior. / This work deals with the Flow Shop scheduling problem. The objective is scheduling n jobs on m machines in the Permutation Flow Shop environment. With the increasing customer demand level, researches that aims the attendance of due dates have become extremely important in manufacturing process. This work studies the total tardiness minimization problem in the flow shop environment where there is no buffer storage between machines, resulting in the machine block. The Heuristic Evolutionary Clustering Search was proposed and analyzed to obtain high quality solutions to the problem. Finally, an extensive computational experiment was performed. When compared to the best method reported in the literature, the proposed method showed high quality.

Devido à grande pressão pela redução de estoques e prazos de entrega, concomitantemente com o aumento da variedade de produtos, o planejamento e controle da produção tem se tornado cada vez mais complexo e desafiador. Basicamente, essa atividade das empresas objetiva planejar e controlar o uso dos recursos produtivos, visando atender à demanda dos clientes. Tradicionalmente, a literatura tem abordado os sistemas MRP, KANBAN, OPT, mas um novo conjunto de soluções de sistemas de programação finita vem sendo crescentemente tratado. As empresas, na busca de aprimoramento para a atividade de PCP estão à procura de ferramentas de programação finita, também conhecidas como Advanced Planning and Scheduling (APS), a fim de melhorar o processo de gerenciamento de pedidos, incluindo quesitos como a determinação de prazos de entrega na etapa de negociação dos pedidos, programação efetiva dos pedidos firmes e controle da produção. Esta dissertação pretende verificar as necessidades e dificuldades da programação detalhada da produção, as barreiras de implantação e os benefícios dos APS. O método utilizado foi o levantamento survey nas empresas filiadas à Federação das Indústrias do Estado de São Paulo (Fiesp). Os resultados obtidos mostram que a programação detalhada da produção é uma atividade complexa para a maioria das empresas com estratégia de produção contra pedido (MTO), que estão direcionadas para aumento de desempenho estratégico. A grande maioria das empresas ainda utiliza o modelo de planejamento MRP, porém elas possuem objetivos que podem ser mais facilmente alcançados com o uso de sistemas APS. O aspecto financeiro ainda é limitador para aquisição de sistemas e falta de capacitação. / Due to the great pressure to reduce inventory and delivery, together with the increasing variety of products, production planning and control (PPC) has become increasingly complex and challenging. Basically, this activity aims business planning and control productive resources, to meet customer demand. Traditionally, the literature has addressed the systems MRP, KANBAN, OPT, but a new set of solutions of finite scheduling systems is increasingly being investigated. Companies in search of improvement to the activity of PPC are looking for finite scheduling tools, also known as Advanced Planning and Scheduling (APS) in order to improve the process of order management, including issues such as the determination of time delivery in the stage of negotiation of claims, effective scheduling of orders and production control. This study aims to ascertain the needs and difficulties in the detailed production scheduling, the stage of implementation, and benefits that APS software can provide. The research method was the survey in industries affiliated to the Federation of Industries of Sao Paulo (Fiesp). The results indicated that scheduling production is a complex activity for most companies under the make-to-order strategy (MTO). Companies are using MRPII planning model, but they have goals that can be more easily achieved with the use of advanced planning and scheduling systems (APS). This financial point is still limiting for acquisition of systems and lack of training.

The operation of a large and complex electric power system requires meticulous and rigorous study and incessant planning. All the players involved, must plan ahead to account for the uncertainties that can affect the hour-to-hour, day-to-day, medium-term and long-term supply of electricity. Medium-term operations and planning provides the players with guidelines and strategies for short-term operating decisions vis-à-vis the market. Adequate planning helps the players to mitigate or be prepared for unforeseen circumstances encountered during scheduling of electricity generation at any stage. This thesis focuses on some aspects of the least explored medium-term operations and planning issues in power systems in the deregulated electricity market environment. The issues addressed in the thesis are diverse but inter-linked as medium-term problems, which have surfaced due to deregulation or are outcomes of unique thought-processes emerging from the restructuring phenomenon. The thesis presents a novel approach to security coordinated maintenance scheduling in deregulation wherein the ISO does not generate a maintenance schedule by itself, but assesses the maintenance schedules from individual gencos by incorporating them in a medium-term security constrained production scheduling model, and verifying whether they result in unserved energy at one or more buses. Based on the information on bus-wise unserved energy, the ISO generates corrective signals for the genco(s), and directs them to alter their maintenance schedules in specific periods and re-submit. The proposed scheme exploits the concept of commons and domains to derive a novel factor to allocate the unserved energy at a bus to a set of generators responsible. The coordination scheme is based on individual genco’s accountability to unserved energy at a bus. Another important question addressed in the thesis is whether there is a need to consider customer’s locations in the power system when the utility provides service to them. In other words, whether the reliability of the load service provided by the utility varies across the system, from bus to bus, and if so, how are the Locational Marginal Prices (LMPs), which are determined from market auctions, affected by such variations. The thesis also answers the important question of how the LMPs can be differentiated by the Load Service Probability (LSP) at a particular location, so that it is fair to all customers. A new approach to determining the bus-wise LSP indices in power systems is proposed in the thesis. These LSP indices are arrived at by defining and computing bus-wise Loss of Load Probability (LOLP) indices. The discrepancy in LMPs with respect to the bus-wise LSP is then investigated and the bus-wise LSP indices are thereafter utilized to formulate a novel proposition for LSP-differentiated LMPs for electricity markets. The thesis furthermore addresses the medium-term Transmission Reinforcement Planning (TRP) problem and proposes a practical approach to TRP by making use of standard design practices, engineering judgement, experience and thumb-rules to construct a Feasibility Set. The Feasibility Set helps in limiting the type and number of reinforcement options available to the transmission planner in selected existing corridors. Mathematical optimization procedure is then applied considering the Feasibility Set, to attain an optimal set of reinforcement decisions that are economical and meets the system demand in the medium-term, without overloading the transmission system. Two different solution approaches- the Decomposition Approach and the Unified Approach are proposed to solve the TRP optimization problem.