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.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:50:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3195.pdf: 2024810 bytes, checksum: 9ca884455df82d8694112f060501c5fe (MD5) Previous issue date: 2010-08-25 / Althought the scheduling-related literature has a high level of diversity, just a small group have been considering the possibility of outsource a set of tasks. During a literature review, only two papers related to this theme were found, both dealing on scheduling projects with outsource possibilities on single-machine environments. Along with this scenario, it was possible to stablish the ACO (Ant Colony Optimization) algorithm as a promissing tecnique to solve combinatorial problems, including scheduling problems. This thesis approaches two scheduling problems with outsourcing allowed: (i) a scheduling problem in single machine manufacturing environment and (ii) a scheduling problem in a flowshop environment. For each problem, a new ACO algorithm is proposed and implemented. To verify the quality of the results, are also proposed and implemented: (i) a mathemetical programming model for the single machine environment problem; (ii) a branch and bound algorithm for the single machine environment problem and (iii) a a mathemetical programming model for the flowshop environment problem. The results shown that both ACO algorithms generate close-to-optimal results in a shorter computational time. In the case of the single machine environment problem, the presented results are best than the results related on the literature. / Embora a literatura de scheduling seja vasta, poucas pesquisas até o momento levam em consideração a possibilidade de terceirização de tarefas. Dentre a literatura pesquisada, apenas dois trabalhos trataram deste problema multicritério, ambos para ambientes de máquina única. Juntamente com isso, uma análise preliminar da literatura p ode estabelecer o algoritmo ACO (do inglês Ant Colony Optimization - Otimização por Colônia de Formigas) como uma estratégia promissora para a solução de problemas combinatórios, incluindo problemas de scheduling. Neste cenário, a presente tese de doutoramento trata de dois problemas de scheduling com possibilidade de terceirização: (i) um problema de scheduling em ambiente de máquina única, já proposto na literatura e (ii) problema inédito de scheduling em ambientes flowshop.Em ambos os casos, são propostos algoritmos ACO inéditos (um para o problema de scheduling em ambientes de máquina única e um para o problema de scheduling em ambientes flowshop), que são comparados com valores ótimos obtidos através de métodos exatos. Para permitir essa comparação, são propostos três métodos exatos: (i) Um modelo de programação matemática para o problema que trata do ambiente de máquina única; (ii) Um algoritmo branch and bound para o mesmo problema e (iii) Um modelo de programação matemática para o problema que trata do ambiente flowshop. Os resultados obtidos no trabalho mostraram que ambos os algoritmos ACO propostos conseguiram respostas próximas ao ótimo. Quando se tratando de problemas de maiores dimensões, o tempo computacional necessário para a execução do algoritmo foi muito menor que o tempo computacional requerido pelos métodos exatos. No caso do problema de scheduling em ambientes de máquina única, ainda pode-se ressaltar que a qualidade dos resultados (em termos de resultados e tempos computacionais) foram melhores que os relatados na literatura pesquisada.

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2016-06-01T14:43:08Z No. of bitstreams: 1 Valdemar Modolo Junior.pdf: 2802590 bytes, checksum: f3956818acd10efc3244abc007294827 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-01T14:43:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Valdemar Modolo Junior.pdf: 2802590 bytes, checksum: f3956818acd10efc3244abc007294827 (MD5) Previous issue date: 2015-06-10 / Among the optimization methods, the Genetic Algorithm (GA) has been producing good results in problems with high order of complexity, such as, for example, the production scheduling problem in job shop environment. The production sequencing problems must be translated into a mathematical representation, so that the AG can act. In this process we came up a problematic, the choice between different ways to represent the solution as some representations have limitations, how to present not feasible and / or redundant solutions. Therefore the aim of this study is to conduct a comparative study between different representations of the solution in the AG in production sequencing problems in job shop environments. Two representations of the solution were analyzed, the priority lists based and based on order of operations and compared with a binary representation, in the context of sequencing problem set defined by Lawrence (1984). The results were evaluated according to the total processing time (makespan), the computational cost and the proportion of generated feasible solutions. It was noticed that the representation of the solution based on order of operations, which produced 100% of feasible solutions, was the one that showed the best results although no convergence to the best known solution to every problem. / Dentre os métodos de otimização, o Algoritmo Genético (AG) vem produzindo bons resultados em problemas com ordem de complexidade elevada, como é o caso, por exemplo, do problema de sequenciamento da produção em ambiente job shop. Os problemas de sequenciamento da produção devem ser traduzidos para uma representação matemática, para que o AG possa atuar. Neste processo surgi uma problemática, a escolha entre as diferentes formas de se representar a solução visto que algumas representações apresentam limitações, como apresentar soluções não factíveis e/ou redundantes. Portanto o objetivo deste trabalho é realizar um estudo comparativo entre diferentes representações da solução no AG em problemas de sequenciamento da produção em ambientes job shop. Duas representações da solução foram analisadas, a baseada em listas de prioridades e a baseada em ordem de operações e comparada com uma representação binária, no contexto do conjunto de problemas de sequenciamento definidos por Lawrence (1984). Os resultados foram avaliados em função do tempo total de processamento (makespan), do custo computacional e da proporção de soluções factíveis geradas. Percebeu-se que, a representação da solução baseada em ordem de operações, a qual produziu 100% de soluções factíveis, foi a que mostrou os melhores resultados apesar de não apresentar convergência para a melhor solução conhecida em todos os problemas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:06:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissARS.pdf: 1479466 bytes, checksum: b0e4db694de6cc642354b502d3f9187f (MD5) Previous issue date: 2005-05-31 / Universidade Federal de Sao Carlos / Production planning in automated manufacturing environments is a complex task which comprehends, among other activities, the production sequencing. One of the techniques used to determine the best production sequencing is the simulation. All possible sequences can be simulated and, right after that, the sequences with the best performance are verified, according to some criteria. However, due to the combinatory nature of the sequencing, the simulation of all possible combinations takes long time, becoming quite impracticable in many cases. Besides, events that were not programmed occur frequently in automated manufacturing environments and the decision maker must be fast choosing alternatives. Aiming to contour this problem, this work proposes a fuzzy analyser of sceneries for the production sequencing (ANCSP). The goal is to reduce the quantity of sequences to be simulated by the decision maker when non programmed events occur in the productive system, according to a defined performance criteria. The maximum quantity of generated sequences is calculated based on the time avaliable to realize the simulation. The proposed model intends to support the usage of the simulation technique by the decision makers. The ANCSP was implemented and various tests were performed. A specific model of flexible manufacturing system was considered to perform the tests. The performance of the ANCSP was analyzed comparing its results with those presented by a simulation software, for the same test sets and in accordance to the performance measures established. / O planejamento da produção em ambientes automatizados de manufatura é uma tarefa complexa que compreende, dentre outras atividades, o sequenciamento da produção. Uma das técnicas usadas para determinar qual a melhor sequência de produção é a simulação. Todas as sequências possíveis são simuladas e, logo após, verifica-se qual a sequência que obteve o melhor desempenho, de acordo com algum critério. Entretanto, devido à natureza combinatória do sequenciamento, a simulação de todas as sequências possíveis consome muito tempo, tornando-se inviável em muitos casos. Além disso, eventos não programados ocorrem com frequência nos ambientes automatizados de manufatura e o tomador de decisão precisa ter escolhas rápidas. Visando contornar esses problemas, esse trabalho propõe um analisador nebuloso de cen´arios para o sequenciamento da produção (ANCSP). O objetivo é reduzir a quantidade de sequências a serem simuladas pelo tomador de decis ao no momento da ocorrência de eventos não programados no sistema produtivo, de acordo com alguma medida de desempenho. A quantidade máxima de sequências geradas é calculada com base no tempo que o tomador de decisão possui para realizar a simulação. Dessa maneira, o modelo proposto pretende apoiar o uso da técnica de simulação pelos tomadores de decisão. O ANCSP foi implementado e diversos testes foram realizados. Para a realização dos testes, considerou-se um modelo específico de sistema flexível de manufatura. O desempenho do ANCSP foi analisado mediante comparação dos seus resultados com aqueles apresentados por um software de simulação, para o mesmo conjunto de testes e de acordo com as medidas de desempenho estabelecidas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:50:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6346.pdf: 5901404 bytes, checksum: 2d78b0f5f68ac25a089acd315f55b157 (MD5) Previous issue date: 2014-06-09 / The production of sugar, ethanol and electricity from sugar cane necessarily involves harvesting and transportation of raw materials, which are expensive and complex operations and have significant influence on the quality of the industrial raw material. The literature reports several optimization approaches related to the planning of planting, harvesting and transporting of sugarcane, however the scheduling of harvesting fronts is underexplored. This thesis intends to contribute to the state-of-art of this important issue in the context of the Brazilian agribusiness. Optimization approaches to support scheduling decisions of harvesting fronts considering the balance of harvesting and transportation capacities, as well as good agronomic management are proposed. The approaches are inspired by the representation of the problem as a lot sizing and scheduling model with parallel machines and sequence-dependent setup costs and times, a modelling technique well studied in the production planning and control literature. Three variants of this formulation, based on mathematical programming models, were developed and tested in two real case studies of medium size sugar mills. Heuristic methods based on aggregation procedures and mathematical programming have also been studied and developed to solve large scaled problems found in practice. Among the three variants studied, one presented the best solution quality within the expected execution time. Important scenario analysis were done indicating that the schedule s fulfilment provides reduction of harvesting and transporting complexity to the following season, which can generate significant saves in the cases studied. Besides that, comparing the proposed scheduling method with one of the sector s practice, it can be generated also significant cost reduction in the cases studied. The results were analyzed according to a validation methodology (descriptive facet of tetraedrum) well known in the literature. / A produção de açúcar, álcool e energia elétrica a partir de cana-de-açúcar passa necessariamente pela colheita e transporte da matéria-prima, que são operações custosas, complexas e que interferem significativamente na qualidade da matéria-prima industrial. A literatura reporta várias abordagens de otimização relacionadas ao planejamento do plantio, da colheita e do transporte de cana-de-açúcar, todavia a programação das frentes de colheita é pouco explorada. Nesta tese pretende-se contribuir para o estado da arte deste importante tema no contexto do agronegócio brasileiro. Propõe-se abordagens de otimização para apoiar decisões de programação das frentes de colheita, considerando-se o equilíbrio das capacidades de colheita e transporte, bem como um bom manejo agronômico. As abordagens são inspiradas na representação do problema por meio de um modelo de dimensionamento de lotes e sequenciamento da produção em máquinas paralelas com custos e tempos de setup dependentes da sequência, bem estudado na literatura em contextos de planejamento e controle da produção. Para isso foram desenvolvidas três variantes desta formulação baseadas em programação matemática, voltadas para a programação das frentes de colheita, que foram testadas em dois estudos de caso reais de usinas de cana-de-açúcar de médio porte do setor. Métodos heurísticos baseados em procedimentos de agregação e programação matemática também foram estudados e desenvolvidos para a resolução dos problemas de grande porte encontrados na prática. Das três variantes estudadas, uma delas apresentou melhor qualidade da solução dentro de tempos computacionais aceitáveis para o problema. Análises de cenário importantes foram feitas indicando que o cumprimento da programação proporciona redução de complexidade da colheita e transporte na safra seguinte, podendo gerar economias significativas nos casos estudados. Além disso, a comparação dos resultados das abordagens aqui exploradas com o que é praticado no setor indica um potencial de redução de custos também significativo para os casos estudados. Os resultados foram analisados de acordo com uma metodologia de validação (faceta descritiva do tetraedro) conhecida na literatura.