[EN] The economic lot scheduling problem (ELSP) focuses on accommodating cyclical production patterns of several items on a single facility where only one product can be produced at a time. In this way, the ELSP is an extension to various products of the classic economic order quantity problem, whose analysis was originally addressed by Harris (1913) and his famous EOQ formula. There are multiple approaches to the resolution and modeling of the ELSP. However, most papers focus on the evaluation or optimization of a single class of policies without distinct comparison with other strategies (Winands et al. 2011). It is very unlikely that a certain policy will outperform the competing strategies in each production environment. As a result of this, the objective of this thesis is to conduct a simulation study to compare the performance of different heuristics designed for ELSP. The aim of this study is to prove that the effectiveness of a heuristic procedure, designed from a particular approach to the problem, is heavily dependent on the productive environment in which it is used. Therefore, a simulation study to analyze the performance of ten different heuristic rules under different working conditions is addressed. These different working conditions are considered from the perspective of the complexity and uncertainty of production scenario. Thus, a set of drivers of complexity (number of items and homogeneity regarding different features of the products) and drivers of uncertainty (Uncertainty in demand) that define the productive environment are considered. The results of the study confirm that the performance of the heuristics designed for ELSP is strongly dependent upon the conditions of complexity and uncertainty of the scenario in which they are used. This result is notably relevant to the applicability of the decision algorithms in industrial environments. This conclusion implies that changes on the particular characteristics of the articles, or on the product mix itself, will determine the performance of the rules used, even if the changes do not alter the overall workload of the plant. / [ES] El problema de programación del lote económico consiste en la programación de la producción de varios artículos diferentes en una única máquina en la que sólo un artículo puede ser producido en cada momento. Este problema es conocido en la literatura por el acrónimo de su descripción en inglés: ELSP (Economic Lot Scheduling Problem). Según esta definición, el ELSP supone una extensión a varios productos del clásico problema del lote económico de pedido, cuyo análisis fue originalmente abordado en el modelo de Harris (1913) y su conocida fórmula del lote económico. Existen múltiples aproximaciones al modelado y la resolución del ELSP. Sin embargo, la mayoría de los trabajos se centran en la evaluación y optimización de reglas de decisión para el resolver el problema, sin abordar una comparación entre diferentes reglas con respecto a su comportamiento (Winands et al. 2011). Es muy poco probable que existan reglas de decisión que superen a todas las demás en cualquier situación, independientemente del entorno productivo. A partir de esta observación, el objetivo de esta tesis es realizar un estudio mediante simulación para comparar el comportamiento de diferentes heurísticas diseñadas para el ELSP. Por medio de este estudio se pretende demostrar que la validez de las heurísticas, diseñadas a partir de una aproximación particular al problema, es función del entorno productivo en el que se emplean. Para ello, se aborda un análisis de simulación que permite evaluar el rendimiento de diez diferentes reglas heurísticas de decisión, bajo diferentes condiciones de trabajo. Esas diferentes condiciones de trabajo se plantean desde la perspectiva de la complejidad e incertidumbre del escenario de producción considerado. Este enfoque considera para ello un conjunto de drivers de complejidad (número de artículos y homogeneidad respecto a diferentes características de los productos) y drivers de incertidumbre (variabilidad de la demanda) que definen el entorno productivo. Los resultados del estudio confirman que el rendimiento de las heurísticas diseñadas para el ELSP es fuertemente dependiente de las condiciones de complejidad e incertidumbre del escenario en el que se aplican. Se trata de una conclusión muy relevante para la aplicabilidad de los algoritmos de decisión en entornos industriales. Esta conclusión implica que modificaciones sobre las características particulares de los artículos, o sobre el propio mix de productos, condicionan el rendimiento de las reglas empleadas, aún cuando los cambios no modifican la carga de trabajo total de la planta. / [CAT] El problema de programació del lot econòmic consisteix en la programació de la producció de diversos productes diferents en una única màquina en què només un producte pot ser produït en cada moment. Aquest problema és conegut en la literatura per l'acrònim de la seva descripció en anglès: ELSP (Economic Lot Scheduling Problem). Segons aquesta definició, el ELSP suposa una extensió a diversos productes del clàssic problema del lot econòmic de comanda, l'anàlisi del qual va ser originalment abordat en el model de Harris (1913) i la seva coneguda fórmula del lot econòmic. Hi ha múltiples aproximacions al modelatge i la resolució del ELSP. No obstant això, la majoria dels treballs es centren en l'avaluació i optimització de regles de decisió per a la resolució del problema, sense abordar una comparació entre diferents regles pel que fa al seu comportament (Winands et al. 2011). És molt poc probable que hi hagi regles de decisió que superin a totes les altres en qualsevol situació, independentment de l'entorn productiu. A partir d'aquesta observació, l'objectiu d'aquesta tesi és realitzar un estudi mitjançant simulació per comparar el rendiment de diferents heurístiques dissenyades per al ELSP. Per mitjà d'aquest estudi es pretén demostrar que la validesa de les heurístiques, dissenyades a partir d'una aproximació particular al problema, és funció de l'entorn productiu en què es fan servir. Amb aquest objectiu, s'aborda una anàlisi de simulació que permet avaluar el rendiment de deu diferents regles heurístiques de decisió, sota diferents condicions de treball. Aquestes diferents condicions de treball es plantegen des de la perspectiva de la complexitat i incertesa de l'escenari de producció considerat. Aquest plantejament considera per això un conjunt de drivers de complexitat (nombre d'articles i homogeneïtat respecte a diferents característiques dels productes) i drivers d'incertesa (variabilitat de la demanda) que defineixen l'entorn productiu. Els resultats de l'estudi confirmen que el rendiment de les heurístiques dissenyades per al ELSP és fortament depenent de les condicions de complexitat i incertesa de l'escenari en el qual s'apliquen. Es tracta de una conclusió força rellevant per a l'aplicabilitat dels algoritmes de decisió en entorns industrials. Aquesta conclusió implica que modificacions sobre les característiques particulars dels articles, o sobre el propi mix de productes, condicionen el rendiment de les regles empleades, tot i que els canvis no modifiquin la càrrega de treball total de la planta. / Cortés Fibla, R. (2016). Efectos de la complejidad y la incertidumbre sobre la programación del lote económico de producción [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61300 / TESIS

Aim: The purpose of this study is to present and test an algorithm that gives acceptable solutions in the optimization of a dedicated production line consisting of several machines, with regards of inventory holding cost and available capacity. The aim is also to suggest possible improvements in the practical case that has been used to test the model, which have been made in cooperation with Sandvik Materials Technology and it’s product unit Rock Drill Steel, located in Sandviken, Sweden. Method: An algorithm has been elaborated from articles and science reports and has then been tested with data from the practical case. The result has then been evaluated through an analysis where the algorithm’s ability to acceptable solutions and show potential savings with regards to capital tied up in stock of finished products, safety stock and products in work in process. Results and conclusions: The study shows that the algorithm has the ability to create acceptable solutions when given a specific demand rate, cycle time and capacity. The study also shows potential savings when using a shorter production cycle, given that the unit works in a structured way in order to shorten the production cycle. Suggestions for future research: The algorithm tested in this study needs more evaluations regarding its limits and possible benefits through practical and theoretical case studies. Contributions: The algorithm the possibility to combine principles and models aimed at solving the ELSP (Economic Lot Schedule Problem) and the principles of Schedule Leveling, which is a common term in lean production to a model that optimize inventory holding costs. These theories have similar approaches to cyclic production, but have different aims. Key words: cyclic scheduling, ELSP, economic lot size problem, schedule leveling, heijunka, lean production / Titel: Optimering och balansering av cyklisk produktion - en studie på Sandvik Materials Technology PU Borrstål Nivå: C-uppsats i ämnet Industriell Ekonomi Författare: Tommy Hedlund, Daniel Kvarnlöf Handledare: Mohammad Abid Datum: 2016 - Mars Syfte: Studiens syfte är att presentera och testa en algoritm som ger godkända resultat vid optimering av en dedikerad produktionslina bestående av flera produktionsresurser, med avseende på lagerhållningskostnad i omsättningslager samt tillgänglig kapacitet, samt att presentera möjliga förbättringsförslag utifrån de resultat som ges i det praktiska fall som simuleringsmodellen utvärderas genom. Det praktiska fallet i denna studie är Sandvik Materials Technology och dess produktenhet Borrstål. Metod: Studien har genomförts genom att en algoritm har tagits fram utifrån artiklar och forskningsrapporter på området, som sedan har prövats mot studiens praktiska fall. Resultatet har sedan utvärderats genom en analys av algoritmens förmåga att ge godkända lösningar, samt möjlig besparingspotential i det aktuella fallet utifrån kapitalbindning i omsättningslager, säkerhetslager och produkter i arbete. Resultat & slutsats: Studien visar att algoritmen har en god förmåga att skapa godkända resultat utifrån en specifik efterfrågan, cykeltid och kapacitet. Studien visar även på stora potentiella besparingar i kapitalbindning till följd av kortare cykeltid i såväl omsättningslager, säkerhetslager och produkter i arbete, givet att produktenheten arbetar strukturerat med att söka minska cykeltiden. Förslag till fortsatt forskning: Algoritmen behöver ytterligare forskning kring dess begränsningar genom att utvärderas utifrån fler praktiska och teoretiska fall. Uppsatsens bidrag: Algoritmen visar på en möjlighet att kombinera ELSP (economic lot scheduling problem) och dess modeller med de principer som återfinns inom Schedule Leveling, som är ett vanligt begrepp inom lean production. Dessa teorier liknar varandra men har till viss del skilda syften, vilka kan kombineras till en modell som optimerar produktionen med avseende på lagerhållningskostnaderna.

Studiens syfte är att undersöka optimala orderstorlekar på kaffeproducenten Zoégas förpackningslinjer i Helsingborg. Bakgrunden är att företaget är omedvetna om hur dagens orderstorlekar påverkar produktionen, med hänsyn till produktivitet samt ställ- och lagerhållningskostnader. Fallföretaget har dessutom en vilja att på längre sikt att införa ”pull planning”, vilket understödjer vetskap om förpackningslinjernas förutsättningar. Studien är i huvudsak uppdelad i två distinkta moment; ett som jämför historisk produktivitet i förhållande till orderstorlek och ett som beräknar optimal orderstorlek med hjälp av schemaläggningsverktyget ”Economic lot scheduling problem” (ELSP). Ena förpackningslinjen utmynnar i ett klassiskt fall av ”basic period approach”, som frekvent har behandlats inom litteraturen för ELSP. De andra linjerna har ställtider som beror på ordning, vilket komplicerar tillvägagångssättet. Huvuddelen av datainsamlingen har möjliggjorts genom tillgång till data från företagets produktions- och affärssystem. ELSP-resultatet genererar orderstorlekar och tillverkningsscheman för samtliga förpackningslinjer; optimerade med kostnadsminimering. Studien fann även statistiskt signifikanta samband mellan orderstorlek och produktivitet på Zoégas; samband som resulterade i gränsvärden för mest produktiva orderstorlekar. Majoriteten av ELSP-storlekarna placerade sig innanför dessa gränser. Slutligen fann studien att företaget, vid implementering av studiens förbättringsförslag, kan öka sin produktomsättning och på så sätt vara bättre förberedda för införande av ”pull planning”. / The purpose of this thesis is to investigate optimal order quantities at the coffee producer Zoéga’s packaging lines in Helsingborg. The company is currently unaware of how order quantities affect their production; with regards to productivity as well as setup- and holding costs. With a long-term vision of incorporating “pull planning”, the case company also needs to evaluate the capabilities of their current production system. The case study mainly addresses two areas; one comparing historical productivity in relation to order quantity, and one determining optimal order quantity with the scheduling-tool known as “Economic lot scheduling problem”. One of the packaging lines results in a classic case of “Basic period approach”, a problem frequently reviewed in ELSP-literature. The other lines have sequence dependent setup times, which required a more complex model. The primarily data collection has been from internal production- and management systems. The ELSP-results generated optimal order quantities and production schedules for all packaging lines. The study also found statistically significant correlations between order quantity and productivity for Zoéga’s. These correlations compiled upper and lower limits for the most productive order quantities; where most of the ELSP-quantities placed inside these limits. Finally, the study shows that by implementing these suggestions, Zoéga’s could speed up their product turnover and be better prepared for “pull planning” implementation in the future.