Made available in DSpace on 2016-06-02T19:50:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseFinal_DeisemaraFerreira.pdf: 1960239 bytes, checksum: 9677bb9eaf4478a7877a607e864d55a2 (MD5) Previous issue date: 2006-12-13 / The object of this study is the integrated problem of lot sizing and scheduling of the soft drink production. Such problem consists of deciding how much to produce of each drink and in each period and in which sequence, in order to satisfy the demand and to minimize the costs of storage, backlogging and changeover. The set up times of the machines are sequencedependent, consequently the production scheduling is complex. The problem is capacitated, multi-item, with changeover times and costs dependent of the sequence. In this study we propose three mixed integer optimization models and solution approaches to solve the problem. The models are based in cases studies of a large soft drink facility, and a small facility. We developed relax and fix heuristics to solve de models. The results show that the proposed strategies are competitive when we compare with solutions of the facilities. / O objeto deste trabalho é o problema integrado de dimensionamento de lotes e sequenciamento da produção de bebidas, tais como refrigerantes, sucos, chás, águas, etc. Tal problema consiste em decidir os tamanhos dos lotes de produção de cada bebida e qual a sequência de produção de cada lote em cada período, de maneira a satisfazer a demanda e minimizar os custos de estoque, atraso e trocas. Os tempos de limpeza das máquinas neste tipo de produção são dependentes do sequenciamento, o que dificulta a programação da produção. Este é um problema capacitado, multi-item, multi-máquinas, com tempos e custos de troca dependentes da sequência. Na presente tese são propostos três modelos de otimização inteira mista e diferentes abordagens de solução para tratar o problema. Os modelos são baseados em estudos de caso realizados nos processos industriais de fábricas de bebidas de pequeno, médio e grande porte. As abordagens aplicam, entre outras, heurísticas do tipo relax and fix, e o método Branch and Cut para resolver os modelos. Uma linguagem de modelagem e um software específico de resolução são utilizados. Os resultados foram satisfatórios e mostram que as abordagens são capazes de produzir soluções melhores que as soluções das empresas.

This dissertation investigates in which conditions the optimal configuration of an electric power network is a minimum length spanning tree, and in which conditions it is shortest path tree configuration. For this purpose the dissertation, it applies computational optimization mathematical models of an optimal local access network design problem. The focus of the study is the 13.8 kV spacer cable primary radial networks. Applied models seek for the balance betweenfixedcostsandvariablecosts.Savedvaluesfromanoptimalnetworkcouldbeapplied to increase the range of the network and people reached as well. The bibliographic research is compound by three parts: graph theory, local access network optimization models, and distribution network costs. Research methodology includes the choice of the distribution system, determination of fixed and variable costs, choice and implementation of the local access network optimization models, tests in hypothetical and realistic systems by using the CPLEX solver, analysis of the resulting configuration, and construction of graphics to facilitate the results evaluation. It was found that the relationship between fixed costs and variable costs influences the optimal configuration of the distribution network in such a way that a low value of the quotient between fixed costs and variable costs contributes to a shortest path tree. On the other hand, a high quotient between fixed costs and variable costs contributes to a minimum length spanning tree configuration. However, others parameters must be considered to determine the network configuration such as extension, arches demand and quantity of arches. / O presente trabalho visa investigar sob quais condições a configuração ótima de uma rede de distribuição elétrica é uma árvore geradora mínima (AGM) e sob quais é uma árvore de caminhos mínimos (ACM). Utilizando, para isso, modelos matemáticos computacionais de otimização topológica de redes de utilidade pública. As redes de distribuição estudadas foram do tipo aérea radial primária protegida (ARPP) com nível de tensão em 13,8 kV. Os modelos utilizados prezam pelo equilíbrio entre o custo de investimento inicial (fixo) e os custos decorrentes da transferência de energia elétrica (variável). Os valores economizados através de uma configuração ótima da rede podem ser convertidos em investimentos para aumentar o número de pessoas com acesso aos recursos energéticos com eficiência e qualidade. A revisão bibliográfica foi dividida em três partes: teoria dos grafos, modelos de otimização de redes de acesso local e custos de redes de distribuição. A metodologia utilizada compreendeu as seguintes etapas: escolha do tipo de sistema de distribuição, determinação dos custos fixo e variável, escolha e implementação (GAMS) dos modelos, testes com exemplos de redes usando o solver CPLEX, análise das configurações resultantes e elaboração de gráficos para facilitar a avaliação dos resultados. Os resultados mostraram que a relação entre o custo fixo β e o custo variável γ exerce influência determinante na configuração ótima de uma rede de distribuição ARPP. Um valor baixo de β/γ, favorece a ACM. Já valores elevados de β/γ, conduzem a solução para uma AGM. No entanto, essa relação não é o único fator que determina a configuração da rede, outros parâmetros como extensão, demanda dos nós e quantidade de possíveis arcos influenciam de forma significativa na solução apresentada.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:50:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCRNS.pdf: 1772351 bytes, checksum: 17b2dc82dae0e985204bfa2fd68f873b (MD5) Previous issue date: 2005-04-29 / Universidade Federal de Minas Gerais / The management of manufacturing systems have become more complex, once that new products are arising, product demands are uncertain, life cycles get shorter, and a wide variety of products compete for common resources. This thesis deals with the design and planning of discrete manufacturing systems, based on open queueing network models to support the decision making of capacity allocation. As manufacturing systems may be represented by generalized queueing networks, and there are no exact solution methods, here is employed the decomposition approximate method to evaluate the performance of systems under different configurations. It is shown in the thesis how these approximations are suitable and effective to estimate the work-in-process (WIP) and the production leadtime of an actual metallurgical industry queueing network. It is also shown that discrete capacity allocation models, based on the approximations, are effective to evaluate and optimize the performance of the case study under different configurations. Trade-off curves between capacity investment and WIP are generated and are useful not only to support a manager to estimate how much capacity he/she should allocate, but also to decide where it should be allocated in the queueing network. These curves also support the decision making in terms of capacity, if the variability of the external arrivals, the product mix and/or the throughput for the network change. Besides adding capacity, partitioning the facility is another alternative to reduce the system complexity. This thesis also approaches the focused factory design problem, involving the partition of the facility into smaller shops and the capacity allocation in each shop. Again, the decomposition approximations were employed to evaluate the system performance. Despite its importance, this problem has rarely been reported in the literature. In this thesis, the goal is to reduce the system complexity either from the product management point of view or from the workstation management point of view. From the product management point of view, a model whose complexity constraint is na upper limit on the production leadtime variance of the products passing through the network was studied. From the workstation management point of view, the complexity constraint of the model keeps constant the expected waiting time of a product at a workstation, once it waits for being served. It is shown through these models for some instances that the partition of the facility into smaller shops decreases the complexity system without necessary capacity additional investments. Futhermore, sometimes it is possible to keep the network performance (or even to improve it), partitioning the network into smaller shops which need less capacity than the original configuration with a single shop. / A gestão de sistemas de manufatura tem se tornado mais complexa na medida em que novos produtos estão surgindo, a demanda de produtos é incerta, os ciclos de vida são mais curtos e uma grande variedade de produtos competem pelos mesmos recursos. Esta tese trata o projeto e planejamento de sistemas discretos de manufatura, baseados em modelos de redes de filas abertas, para auxiliar no processo de tomada de decisões. Porque sistemas de manufatura podem ser representados por redes de filas genéricas, e não existem métodos exatos de solução, aqui é empregado o método aproximado de decomposição para avaliar o desempenho dos sistemas em diferentes configurações. Mostra-se nesta tese que estas aproximações são adequadas e efetivas para estimar os estoques em processo (WIP) e o leadtime de produção de uma rede de manufatura real de uma indústria metal-mecânica. Mostra-se ainda que os modelos de alocação de capacidade discreta, baseados nestas aproximações, também são efetivos para avaliar e otimizar o desempenho da rede do estudo de caso em diferentes configurações. Curvas de trade-off entre investimento em capacidade e WIP são geradas e são úteis não somente para auxiliar um gerente a estimar quanto alocar de capacidade, mas também para decidir onde alocá-la na rede de filas. As curvas também auxiliam a tomada de decisões em termos de capacidade, se a variabilidade das chegadas externas, o mix de produtos e/ou a taxa de produção da rede mudam. Além de adicionar capacidade, a partição da instalação é outra alternativa para reduzir a complexidade do sistema. Esta tese também aborda o problema de projeto de fábrica focalizada, envolvendo a partição da instalação em subplantas e a alocação de capacidade em cada estação das subplantas. Novamente, as aproximações por decomposição foram utilizadas para avaliar e otimizar o desempenho do sistema. Apesar de sua importância, este problema tem sido muito pouco reportado em literatura. Nesta tese, o objetivo é reduzir a complexidade do sistema do ponto de vista da gestão do produto, ou do ponto de vista da gestão da estação. Do ponto de vista da gestão do produto, é apresentado um modelo cuja restrição de complexidade é um limitante superior para a variância do leadtime dos produtos na rede. Do ponto de vista da gestão da estação, a restrição de complexidade do modelo fixa o tempo médio de espera de um produto na estação, quando há espera. Mostra-se, por meio destes modelos para alguns casos que, a partição da instalação em subplantas reduz a complexidade do sistema, sem necessidade de investimentos adicionais em capacidade. Além disso, algumas vezes, é possível manter (ou até melhorar) o desempenho da rede, particionando-a em subplantas que necessitam de menos capacidade do que a configuração original com uma planta única.