Search

Made available in DSpace on 2022-04-28T16:56:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2021-09-06. Added 1 bitstream(s) on 2022-04-28T17:11:35Z : No. of bitstreams: 1 S2676-00292021000300369.pdf: 339948 bytes, checksum: 49c23d239144aaeb28049ac873ba649f (MD5) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Neste trabalho abordamos um problema real identificado no processo produtivo de indústrias de embalagens de papelão ondulado. O setor de planejamento e controle da produção emite boletins que trazem as características relativas às chapas que serão produzidas. A produção destas chapas é feita no corrugador, onde bobinas são instaladas, de acordo com as características dos boletins. O problema surge da necessidade de minimizar trocas de gramaturas e rolos corrugadores durante o processo de produção das chapas com as características contidas nos boletins, uma vez que cada boletim traz as gramaturas específicas das camadas (geralmente são 3 ou 5) da chapa, além do tipo de onda empregada no(s) miolos(s). O sequenciamento dos boletins impacta na quantidade de trocas de gramaturas e rolos corrugadores. Interpretamos este problema como um Problema de Minimização de Trocas de Ferramentas e apresentamos quatro modelos matemáticos para o caso em estudo. Resultados computacionais são apresentados comparando os resultados obtidos pelos modelos matemáticos propostos e por uma fábrica do setor, indicando que é possível reduzir em até 37% o número de trocas de gramaturas. In this paper we address a real problem identified in the production process of corrugated packaging industries. The Production Planning and Control sector issues bulletins that bring the characteristics related to the sheets that will be produced. The production of these sheets is done in the corrugator, where reels are installed, according to the characteristics of the bulletins. The problem arises from the need to minimize the switches of weights and corrugator rolls during the sheets production process, since each bulletin brings the specific weight of the layers (usually 3 or 5) of the sheet, in addition to the type of wave used. The sequencing of bulletins impacts the amount of weight and corrugator rolls switches. We interpreted this problem as a Minimization of Tool Switches Problem and we present four mathematical models for the case under study. Some computational results are presented comparing the results obtained by the proposed mathematical models and by a factory of the sector, and that it is possible to reduce up to 37% the number of switches of weights. Universidade Federal do Triângulo Mineiro-UFTM Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho-UNESP Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho-UNESP FAPESP: 2016/01860-1; 2013/07375-0

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Uma das estratégias utilizadas para otimizar processos de produção é a definição do melhor arranjo físico. Neste sentido, muitas empresas realizam um estudo do posicionamento relativo dos seus diversos equipamentos, áreas ou atividades funcionais. A disposição adequada das instalações pode resultar em um menor tempo de processo e maior rendimento dos fatores de produção. Em geral, o objetivo do problema de layout de facilidades é reduzir o custo de manuseio de material, que pode ser representado por uma função que relaciona os fluxos de materiais e as distâncias entre as facilidades. O problema de layout de facilidades dinâmico considera um horizonte de planejamento multi-período no qual os fluxos de materiais entre pares de facilidades podem mudar com o tempo e pode ser resolvido com uma abordagem flexível ou robusta. Uma planta flexível é aquela capaz de aceitar alterações no posicionamento das instalações ao longo do tempo para acompanhar as mudanças de demanda desde que compense os custos de realocação, enquanto que uma planta robusta é uma solução de layout único que pode não ser excelente para nenhum dos cenários individualmente, mas busca ser a melhor quando se avalia o conjunto destes. Considerando um ambiente dinâmico de demanda, o presente trabalho propôs-se a realizar uma análise robusta, ao invés de flexível, por considerar que custos de rearranjo e interrupção da produção são altos, além de que uma abordagem adaptativa pode ser demasiadamente inconveniente na rotina de uma indústria. Dentro do problema de layout existem pontos pouco explorados que foram tratados nesta pesquisa, a saber, blocos de áreas desiguais, locais de entrada e saída nos blocos, facilidades fixas ou espaços ocupados e distância de folga em torno das facilidades. Nesse contexto foram desenvolvidos e validados novos modelos matemáticos de programação inteira mista para o problema de layout de facilidades, a partir da análise de modelos propostos na literatura. Como alternativa para a implementação em programas de modelagem e uso de \emph{softwares} matemáticos, também foi efetuada a linearização desses modelos. A fim de oferecer soluções para os problemas modelados foram desenvolvidos e aplicados alguns métodos de resolução envolvendo programação matemática e heurísticas que obtiveram bons resultados para diferentes instâncias da literatura. One of the strategies used to optimize production processes is to define the best layout. In this sense, many companies do a study of the relative positioning of their various equipment, areas or functional activities. Proper arrangement of facilities can result in shorter process times and higher throughput performance. In general, the objective of the facility layout problem is to reduce the material handling cost, which can be represented by a function that relates material flows and distances between facilities. The dynamic facility layout problem considers a multi-period planning horizon in which material flows between pairs of facilities can change over time, and can be solved with a flexible or robust approach. A flexible plant is one able to accepting changes in the placement of facilities over time to keep up with changes in demand as long as it compensates for the relocation costs, whereas a robust plant is a single layout solution that may not be excellent for any of the scenarios individually, but seeks to be the best when evaluating all of them. Considering a dynamic demand environment, the present work proposed to perform a robust analysis, instead of flexible, considering that the costs of rearrangement and interruption of production are high, besides that an adaptive approach can be too inconvenient in the routine of an industry. Within the layout problem there are little explored points that were addressed in this research, such as blocks of unequal areas, places of entry and exit in the blocks, fixed facilities or unallowed areas and clearance distance around facilities. In this context, new mathematical models of mixed integer programming were developed and validated for the facility layout problem, based on the analysis of models proposed in the literature. As an alternative for the implementation in modeling programs and use of mathematical \emph{software}, the linearization of these models was also performed. In order to offer solutions to the modeled problems, some resolution methods involving mathematical programming and heuristics were developed and applied, which obtained good results for different instances of literature.

Não recebi financiamento Production planning and scheduling of machined-to-order parts in a job shop involves lot sizing and scheduling decisions. In this environment, there are several machines capable to execute various operations. Several ordered operations are required to transform raw material into each product and there is a possibility to produce a large number of products, which implies on machine setup and, consequently, reducing the available operational time. This study attempts to develop a model to assist in making decisions like lot sizing, allocation of operations in each machine for each lot and operations sequencing in each machine in an integrated approach in a flexible job shop environment that makes to order. The main contributions are the development and validation of mathematical model that represents the problem. Besides that, the review of production planning and scheduling models in job shop environment and the description of the problem in the case of machinery and equipment industry. Three formulations that integrate the decisions are analyzed and the one that achieves the optimal solution in the shortest time using CPLEX algorithm was chosen. Results indicate that the chosen model presents a feasible production plan and can be further applied in the machining sector. In a dynamic production environment, it might be necessary to update the production planning frequently, therefore a relax-and-fix algorithm is used to find an initial solution, which is further improved by a fix-and-optimize algorithm. O planejamento e a programação da produção de produtos usinados sob encomenda em ambientes job shop envolve decisões de dimensionamento e sequenciamento de lotes. Neste ambiente encontram-se diversas máquinas capazes de executar várias operações ordenadas para transformar a matéria-prima em cada produto final. A possibilidade de produzir um grande número de produtos implica na realização de preparações nas máquinas e, consequentemente, na redução do tempo disponível para operação. Este estudo tem por objetivo o desenvolvimento de um modelo para auxiliar a tomada das decisões de dimensionamento dos lotes, alocação dos lotes em cada máquina para execução de cada operação e definição da sequência de operações para cada máquina de forma integrada em um ambiente job shop flexível que produz por encomenda. As principais contribuições são a proposição e validação de um modelo matemático que representa o problema. Além disso, também são contribuições a revisão de modelos de otimização do planejamento e programação da produção em ambientes job shop e a caracterização do problema no caso da indústria de máquinas e equipamentos. Inicialmente são analisadas três formulações que integram as decisões, sendo selecionada a que melhor representa o problema prático e que encontra a solução ótima no menor tempo utilizando o algoritmo CPLEX. Os resultados indicam que o modelo escolhido gera um plano de produção factível e que pode ser aplicado no setor de manufatura de produtos usinados. Como o ambiente de produção é dinâmico, pode ser necessária uma atualização mais frequente do plano de produção, por isso é proposto um algoritmo relax-and-fix para encontrar uma solução inicial associada a uma heurística fix-and-optimize para melhoria da solução.

Purpose - This study presents an extension to a model in the literature for lot-sizing and scheduling in a small foundry with multiple alternate furnaces. The purpose of the model is to minimize delays and inventory costs. In addition, it determines the best use of the load capacity in the furnaces. Theoretical framework – Lot-sizing in foundries in the marketplace is a subject of academic interest due to its applicability and mathematical and computational complexity. Many papers address the production problem in foundries with a single furnace, however, few papers address the possibility of multiple furnaces. Design/methodology/approach - Mathematical modeling was used to represent the lot-sizing and scheduling problem in a small foundry. Data from the company's order books were collected and model validation questionnaires were applied. Findings - The extended model was able to generate good production plans at different planning horizons, with better performance than the current methods obtained by the company. Originality/value - the extension of the model contributes to the literature by addressing the existence of multiple non-simultaneous furnaces, a feature that has not been greatly explored. A comparison with other models is performed to indicate the most suitable model for actual application. Keywords: Alloys scheduling. Foundry. Lot size. Mixed integer programming.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) In air passenger transport, events often occur that make it impossible to comply with the flight schedule planned for a certain period. In these situations, the Aircraft Recovery Problem (ARP) emerges, which involves rescheduling flights and reallocating aircraft to those flights. In this work, we treated an ARP in an oil and gas production company with an offshore operation that carries out, daily, via helicopters, the transportation of its employees and airport employees to maritime units, and vice versa . Therefore, we sought to: (i) develop Mixed Integer Programming (MIP) models to represent the problem, considering both the different optimization objectives pursued by the company (that is, minimizing flight delays in one day, the need for flight transfers to the next day due to unexpected events and the designation of helicopters for flights other than those already allocated in the schedule) and various practical restrictions of the company; (ii) develop MIP heuristics of the type Relax-and-fix and Fix-and-optimize that, when combined with a model formulated in (i), provide good quality results using little computational time. As for the models, five formulations were elaborated, and their validations and performance comparisons were performed using real and simulated instances provided by the company, selecting the formulation that provided the best solution within the time limit of one hour. In relation to MIP heuristics, different configurations were tested, using the same instances, to identify which would make it possible to provide better quality solutions. To solve the models and heuristics, a commercial optimization solver was used for the rescheduling of helicopter flights. Optimum solutions were obtained for part of the tested instances of the problem and, for those that could not be solved optimally, the settings for the heuristics were identified, which, among the tested ones, provided the best solutions comparatively. Thus, the results obtained demonstrate the notorious potential of the approaches proposed in this work to solve the evaluated ARP. No transporte aéreo de passageiros, frequentemente ocorrem eventos que inviabilizam o cumprimento da programação de voos prevista para um determinado período. Nessas situações, emerge o Problema de Recuperação de Aeronaves (ou ARP - Aircraft Recovery Problem), que envolve reprogramar voos e realocar aeronaves a esses voos com vistas à redução de atrasos, cancelamentos e outros tipos de ônus com o mínimo custo. Neste trabalho, tratou-se de um ARP em uma empresa de produção de óleo e gás com operação offshore que realiza, diariamente, via helicópteros, o transporte dos seus colaboradores e funcionários de aeroportos para unidades marítimas, e vice-versa. Para tanto, buscou-se: (i) desenvolver modelos de programação inteira mista (Mixed Integer Programming - MIP) para representar o problema, considerando tanto os diferentes objetivos de otimização buscados pela empresa (isto é, a minimização dos atrasos dos voos num dia, das necessidades de transferências de voos para o dia seguinte devido à eventos inesperados e a designação de helicópteros a voos distintos dos já alocados na programação) quanto de diversas restrições práticas da empresa; (ii) elaborar heurísticas MIP do tipo Relax-and-fix e Fix-and-optimize que, quando combinadas a um modelo formulado em (i), forneçam resultados de boa qualidade usando pouco tempo computacional. Quanto aos modelos, foram elaboradas cinco formulações cujas validações e comparações de desempenhos foram realizadas utilizando-se instâncias reais e simuladas fornecidas pela empresa, selecionando-se a formulação que forneceu a melhor solução dentro do tempo limite de uma hora. Em relação às heurísticas MIP, foram testadas diferentes configurações para identificar quais possibilitariam fornecer soluções de melhores qualidade, utilizando-se as mesmas instâncias. Para resolução dos modelos e das heurísticas, empregou-se um solver comercial de otimização para a reprogramação dos voos dos helicópteros. Foram obtidas soluções ótimas para uma parte das instâncias testadas do problema e, para as que não puderam ser resolvidas otimamente, foram identificadas as configurações para as heurísticas que, dentre as testadas, apresentaram o melhor desempenho em termos de qualidade de solução e tempo computacional. Assim, os resultados obtidos demonstram o bom potencial das abordagens propostas neste trabalho para tratar o ARP avaliado. 131321/2019-6

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Este trabalho apresenta um estudo de heurísticas matemáticas para o problema de sequenciamento de tarefas em uma única máquina com data de entrega comum, onde o objetivo é minimizar penalidades decorrentes de atrasos e adiantamentos nas entregas das tarefas. O problema é NP-difícil, tendo sido tratado por diferentes heurísticas e metaheurísticas ao longo do tempo. A finalidade do trabalho é desenvolver um método que combine metaheurísticas e algoritmos exatos, as chamadas heurísticas matemáticas. No decorrer deste trabalho foram definidos e validados dois modelos matemáticos que representam o problema. Ao todo, cinco vizinhanças com métodos de programação matemática foram implementadas utilizando estratégias de fixação de variáveis forte e fraca. As vizinhanças com estratégia de fixação forte foram inspiradas no algoritmo Fix and Optimize (FixOpt) e no algoritmo Relaxation Induced Neighborhood Search (RINS) . A vizinhança com estratégia de fixação fraca implementada foi baseada no algoritmo Local Branching. Dentre as vizinhanças implementadas, a inspirada no algoritmo RINS foi a que apresentou os melhores resultados, sendo utilizada em conjunto com a metaheurísticas Variable Neighborhood Search (VNS) para obtenção dos resultados finais. Os testes computacionais foram realizados utilizando instâncias benchmark do problema e os resultados obtidos no trabalho foram comparados com diferentes resultados reportados na literatura. As principais contribuições deste trabalho foram o estudo dos modelos matemáticos e a proposição de vizinhanças exatas para o problema de sequenciamento de tarefas em máquina simples com data de entrega comum. This document presents a study of matheuristics for the common due date single machine scheduling problem, where the goal is to minimize earliness and tardiness penalties in the delivery of jobs. The problem is NP-hard, which justifies proposals of heuristics and metaheuristics for solving it over the years. The purpose of the work is to develop a method that combines metaheuristics and exact algorithms, the so-called matheuristics. In the course of this work, two mathematical models for the problem were validated. In all, five exact neighborhoods were implemented using hard fixing and soft fixing. The neighborhoods with hard fixing were inspired in Fix-and-Optimize (FixOpt) and Relaxation Induced Neighborhood Search (RINS). The neighborhood with soft fixing were inspired in Local Branching (LB). Among the implemented neighborhoods, the neighborhood inspired in RINS had the best results and it was combined with Variable Neighborhood Search (VNS) to obtain the final results. Computational tests were performed using benchmark instances of the problem and the results obtained in the work were compared with different results reported in the literature. The main contributions of this work were the study of mathematical models and the proposition of exact neighborhoods for the single machine common due date scheduling problem.

Resumo Neste estudo, considera-se um problema de dimensionamento e programação de lotes de produção de bebidas não alcoólicas à base de frutas. O problema é caracterizado por horizonte de planejamento com múltiplos períodos, processo de produção com máquinas distintas, restrições de capacidades de produção e tempos de preparação das máquinas independentes da sequência de produção, além de condições especiais de preparações, como limpezas obrigatórias das máquinas dentro de limitações de tempo de produção. Para tratar o problema, propõe-se uma abordagem de solução baseada em modelos de programação matemática e uso de softwares de otimização. Os modelos são modificações de modelos de programação linear inteira mista conhecidos na literatura de dimensionamento e programação de lotes de produção. Porém, ao invés de considerar múltiplas máquinas em paralelo, os modelos propostos exploram outras possíveis configurações de máquinas para representar apropriadamente os processos de produção envolvidos na produção de bebidas à base de frutas. A abordagem proposta é validada por meio de um estudo realizado em uma fábrica de sucos e néctares de frutas no interior do Estado de São Paulo, em que as soluções obtidas pelos modelos foram testadas e analisadas em situações realistas da empresa. Os resultados mostram que a abordagem tem bom potencial de aplicação prática. Abstract This study considers a production lot-sizing and scheduling problem of non-alcoholic fruit juice beverages. The problem is characterized by a multi-period planning horizon, a production process with different machines, capacity constraints and setup times independent from the production sequence, as well as special conditions regarding required machines clean-in-place (CIP) within production time periods. To deal with this problem, we propose a solution approach based on mathematical programming and using optimization software. The models are modifications of mixed integer programming models known in the lot sizing and scheduling literature. However, instead of considering multiple parallel machines, the proposed models explore other possible configurations of machines to properly represent the production processes involved in producing fruit beverages. The proposed approach is validated by a study carried out in a fruit juice company located in the interior of Sao Paulo State, Brazil, in which the solutions obtained by the models were tested and analyzed in real situations at the company. The results show that the approach is potentially good for practical applications.

Submitted by Matheus Artioli Leandrin (matheus.leandrin@unesp.br) on 2019-08-25T23:03:27Z No. of bitstreams: 1 minha_dissertacao.pdf: 5687540 bytes, checksum: 4d49da99021b4439c1b3ee47868c3403 (MD5) Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2019-08-26T12:14:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 leandrin_ma_me_bauru.pdf: 5687540 bytes, checksum: 4d49da99021b4439c1b3ee47868c3403 (MD5) Made available in DSpace on 2019-08-26T12:14:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 leandrin_ma_me_bauru.pdf: 5687540 bytes, checksum: 4d49da99021b4439c1b3ee47868c3403 (MD5) Previous issue date: 2019-07-05 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Este trabalho aborda o Problema de Redimensionamento de Lotes (PRL) capacitado, com múltiplos produtos e máquinas paralelas. O redimensionamento de lotes é uma variação do problema de dimensionamento de lotes que pode ser identificado em sistemas produtivos com elevada taxa de interrupções, como quebras, refugos, entre outros, fazendo com que o plano de produção seja prejudicado, necessitando de atualizações a medida que ocorrem as interrupções. São considerados três parâmetros de interrupção: manutenção corretiva, mão de obra insuficiente e indisponibilidade de matéria-prima. É permitido o atendimento da demanda nos períodos com atrasos e utilização de hora extra. O problema tem por objetivo minimizar os custos de preparação, estoque, atraso e hora extra. Baseado em um modelo matemático proposto na literatura para resolver problemas de dimensionamento de lotes, um modelo matemático para representar o PRL foi proposto. O PRL foi formulado como um problema de programação linear inteira mista (PLIM) e resolvido através do método exato branch and bound. Testes computacionais foram realizados com exemplares adaptados da literatura e abrangem os três parâmetros de interrupção. This work approaches the capacitated Lot Resizing Problem (LRP) with multi-products and parallel machines. The lot resizing problem is a lot sizing problem variation which can be identified in productive systems with high rate of interruptions, as breaks, refuse, and others, impairing the planning production and making update needed as soon as interruptions happens. Three parameters for interruption were considered: corrective maintenance, insufficient man power and unavailability of raw material. Demand can be performed with back-orders and overtime requests. This work has the objective of minimize inventory holding costs, back-orders, setup and overtime costs. Based on a mathematical model proposed in the literature to solve the lot sizing problem, a mathematical model to represent the LRP was proposed. The LRP was formulated as a mixed integer problem and solved by branch and bound exact method. Computational experiments were performed with adapted literature instances embracing the three parameters of interruption

Made available in DSpace on 2018-11-12T17:26:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2016-06-01. Added 1 bitstream(s) on 2021-07-14T17:50:50Z : No. of bitstreams: 1 S0103-65132016000200385.pdf: 1892323 bytes, checksum: 3766cbfc69de1a642bf54ff36fd77ee1 (MD5) Resumo O problema abordado neste trabalho consiste na redução dos custos de energia elétrica necessária para o funcionamento de bombas hidráulicas, que são utilizadas para captar água de poços artesianos ou estações de tratamento de água para abastecer reservatórios distribuídos por bairros de uma cidade. A população é então atendida por força gravitacional. Como o custo da energia elétrica varia ao longo do dia, é necessário um planejamento do funcionamento das bombas. O problema consiste em decidir quando as bombas devem permanecer ligadas e quando deve haver transferência de água entre os reservatórios para que a demanda de cada reservatório seja atendida, minimizando os custos com energia elétrica. Este problema é modelado como um problema de programação linear inteira, e uma solução heurística é proposta. Experimentos computacionais mostram a eficiência da heurística e como a abordagem pode ser utilizada para analisar o impacto de alterações na infraestrutura do sistema de abastecimento. Abstract The problem considered in this paper consists of the reduction of electrical energy costs necessary for the operation of hydraulic pumps, which are used to collect water from artesian wells or from a Water Treatment Station to fill water tanks located in many districts of a city. The water is then supplied by gravitational force. Because the cost of electrical energy varies throughout the day, a pump running schedule is necessary. The problem consists of determining when the pumps must be on and when there must be water transfer among tanks to ensure that the demand of each water tank be supplied, thereby minimizing the costs of electrical energy. This problem was modeled as an integer linear optimization problem, and a heuristic solution to the problem is proposed. Computational experiments show the efficiency of the heuristic and highlight how the approach can be used to analyze the impact of changes in the infrastructure of the water supply system. Universidade Estadual Paulista Universidade de São Paulo Universidade Estadual Paulista

Submitted by YURI PRADO DE SOUZA (yuriprado.uff@gmail.com) on 2018-10-17T22:40:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertação v60 - final.pdf: 1880394 bytes, checksum: 1c4ca28a4089a492a49b54e291c33dea (MD5) Rejected by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Rever a ordenação dos elementos pré-textuais ... capa, folha de rosto ... ficha catalográfica ... • A capa e ficha catalográfica não são consideradas para contagem de páginas. a paginação deve aparecer no canto superior direito a partir da introdução, realizei a contagem das páginas e seu trabalho deve com o número (14)*, após você precisa atualizar a numeração na ficha catalográfica, nas listas e no sumário. • Resumo: Apenas palavra Resumo e Abstract devem ser centralizada; o resumo deve ser em parágrafo único. (favor ver exemplo no template ou diretrizes) o As palavras-chave e keyword devem ser separadas entre si por ponto final e também finalizadas por ponto. (favor ver exemplo no template ou diretrizes) • A lista de figuras existem algumas que não aparece o título, a numeração das figuras devem ser continuas independente do capitulo. • Sumário: deve ter os mesmo destaques tipográfico que as seções do trabalho, deve ser alinhado à esquerda (veja exemplo no template ou diretrizes) • Favor revisar as todos os indicativos de seção em seu trabalho e no sumário • INDICATIVO DE SEÇÃO Os títulos das seções devem começar na parte superior da folha e separados do texto que os sucede por um espaço de 1,5 entrelinhas. Da mesma forma, os títulos das subseções devem ser separados do texto que os precede e que os sucede por por um espaço de 1,5 entrelinhas. Os títulos das seções devem ser destacados tipograficamente, da primária a quinária. As seções primárias por serem as principais divisões de texto, devem iniciar em folha distinta, no final dos indicativos de seção não tem ponto final exemplo 7 MODELO DE REFERÊNCIA (seção primária) - caixa alta/negrito 7.1 PUBLICAÇÃO PERIÓDICA (seção secundária) - caixa alta sem negrito 7.1.1 Publicação periódica no todo (seção terciária) negrito 7.1.1.1 Artigo de periódico (seção quaternária) - sem negrito 7.1.1.1. Com autor pessoal (seção quinária) - Itálico e negrito • Qualquer que seja o tipo de ilustração (figuras, desenhos, gráficos, diagramas,fluxogramas, fotografias, mapa, planta, quadro, imagem entre outros) sua identificação (título) aparece na parte superior com letra tamanho 12; o Na parte inferior, Tamanho da letra 10, indicar a fonte consultada (elemento obrigatório, mesmo que seja produção do próprio autor), notas e outras informações necessárias à sua compreensão. o Devem conter a fonte mesmo que elaborada pelo autor. o Ex: Fonte: Autor Fonte: Autoria própria (favor ver exemplo no template ou diretrizes) • As fontes das ilustrações, tabelas e quadros não podem ser links . Areferência deve ser informada ao final, seguindo os padrões da ABNT.Para indicar a fonte, deve ser colocada a autoria e o ano entre parênteses. Ex.: Martins (2010). Quando uma referência for retirada de um meio eletrônico deve-se identificar uma autoria para o que é visualizado na página; se não houver título, escrever uma pequena descrição do que foi visto e seguir com os dados: disponível em: . Acesso em: xx mes xxxx. A autoria pode ser uma pessoa física, uma Instituição, uma empresa, uma pessoa jurídica e até o nome do próprio site. Ex.: ECOVILAS. Condomínios autossustentados e permaculturais. Disponível em: . Acesso em: 10 out. 2017. Será colocado na Fonte: Ecovilas (2017) • Referências. A palavra Referências deve ser centralizada, e não conter numeração de seção; As referencias devem ser justificadas, espaço simples com um espaço simples(enter) entre elas. • Sobre a elaboração das referencias e citações e formatação favor solicitar ajuda com URGÊNCIA a bibliotecária Juciene (juciene.pedroso@unesp.br) Mais informações acesse o link: http://www2.feg.unesp.br/Home/Biblioteca21/diretrizes-2016.pdf Agradecemos a compreensão. on 2018-10-18T12:54:42Z (GMT) Submitted by YURI PRADO DE SOUZA (yuriprado.uff@gmail.com) on 2018-10-19T18:53:48Z No. of bitstreams: 2 Dissertação v60 - final.pdf: 1880394 bytes, checksum: 1c4ca28a4089a492a49b54e291c33dea (MD5) Dissertação v-61 formatado2.pdf: 1810118 bytes, checksum: 4638b9426aac62a064b565b38ffda481 (MD5) Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-10-19T19:04:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 souza_yp_me_guara.pdf: 1810118 bytes, checksum: 4638b9426aac62a064b565b38ffda481 (MD5) Made available in DSpace on 2018-10-19T19:04:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 souza_yp_me_guara.pdf: 1810118 bytes, checksum: 4638b9426aac62a064b565b38ffda481 (MD5) Previous issue date: 2018-08-27 Neste trabalho propõe-se uma abordagem para o Problema de Balanceamento de Linhas de Montagem (do inglês, Assembly Line Balancing Problem - ALBP) para aumentar a eficiência de uma indústria montadora de veículos. O ALBP caracteriza-se como um problema de sequenciamento de tarefas em estações de trabalho classificado como um problema de Otimização Combinatória NP-difícil e, portanto, a solução exata do problema em ambientes reais geralmente implica em elevado custo computacional. Para resolver o ALBP, foram formulados um modelo matemático de otimização inteira mista para obtenção de soluções determinísticas e um modelo estocástico com recurso que considera a incerteza dos tempos de execução das tarefas pelos operadores. A motivação para o desenvolvimento do presente trabalho decorre da observação de interrupções constantes do fluxo de produção nesta indústria, atribuídas às mais diversas naturezas, e que causavam transtornos e elevados níveis de estresse aos trabalhadores. Ambos os modelos, determinístico e estocástico, aumentaram a capacidade de produção de 196 unidades/dia para 245 e 233 unidades/dia, respectivamente. O modelo estocástico aumentou o tempo de ciclo CT em 5,6% quando comparado ao modelo determinístico, embora diminua a capacidade efetiva em 4,8% Porém, não considerar a incerteza no tempo de execução das tarefas pode diminuir a quantidade produzida em até 10,6%. Contrariamente ao entendimento comum em linhas de montagem, este trabalho conclui que reduzir os tempos de ociosidade aos níveis mínimos é prejudicial à produtividade de linhas de montagem. Isto se deve ao fato de que uma parcela do tempo atribuído à ociosidade dos operadores, na verdade contêm um tempo adicional gerado pela incerteza do tempo de execução das tarefas. Os resultados sugerem que a abordagem do ALBP sob incerteza contribui para o aumento dos índices de capacidade operacional da empresa. Devido ao grande esforço computacional necessário para a solução dos modelos de otimização propostos (determinístico e estocástico), não se consegue resolver, em um tempo computacional razoável, exemplares de dimensões reais do problema. Em vista disto, o trabalho propõe também uma heurística para a solução do ALBP visando minimizar o tempo de ciclo. Experimentos computacionais sugerem que a heurística proposta obtém resultados razoáveis para grandes exemplares do problema em um tempo computacional pequeno This work proposes solution approaches to the Assembly Line Balancing Problem (ALBP) to increase the efficiency of a vehicle assembler industry. The ALBP is characterized as a task sequencing in workstations which is classified as a NP-hard Combinatorial Optimization problem and, therefore, the exact solution of the problem in real environments usually implies a high computational cost. In order to solve the ALBP, a mathematical model of mixed integer optimization to obtain deterministic solutions and a stochastic model with resource that considers the uncertainty of the execution times of the tasks by the operators were formulated. The motivation for the development of this work stems from the constant interruptions of the production flow in this industry, attributed to the most diverse natures, which cause disorders and high levels of stress to the workers. The deterministic and stochastic models increased the production capacity from 196 units / day to 245 and 233 units / day, respectively. The stochastic model increased the cycle time by 5.6% when compared to the deterministic model, although it reduced the effective capacity by 4.8%, which is equivalent to 12 vehicles / day. However, not considering the uncertainty in task execution times can decrease the amount produced by up to 10.6% or 26 vehicles / day. Contrary to the most acceptable idea, this work concludes that reducing idle times to minimum levels is detrimental to assembly line productivity. This is due to the fact that a portion of the time attributed to the idleness of the operators actually contains an additional time generated by the uncertainty of the execution time of the tasks. The results suggest that the approach of the ALBP under uncertainty contributes to the increase of the indices of operational capacity of the company. Due to the great computational effort required to solve the proposed optimization models (deterministic and stochastic), it is not possible to solve real instances of the problem in a reasonable computational time. In view of this, this work also proposes a heuristic for the ALBP solution in order to minimize the cycle time. Computational experiments suggest that the proposed heuristic obtains reasonable results for large instances of the problem in a small computational time

Submitted by Marcelo Ferreira (clikmarcelo@yahoo.com.br) on 2018-09-05T04:31:34Z No. of bitstreams: 1 Tese de Marcelo Ferreira - Doutorado em Matemática.pdf: 2503649 bytes, checksum: 7e5babb359afbdff94f0d88f504985c5 (MD5) Rejected by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Problema 01) A paginação deve ser sequencial, iniciando a contagem na folha de rosto e mostrando o número a partir da introdução, a ficha catalográfica ficará após a folha de rosto e não deverá ser contada, você iniciou a contagem na página que contém a lista de figuras. A correção deve ser feita também no sumário. OBS:-Estou encaminhando via e-mail o template/modelo das páginas pré-textuais para que você possa fazer as correções, sugerimos que siga este modelo pois ele contempla as normas da ABNT Lembramos que o arquivo depositado no repositório deve ser igual ao impresso, o rigor com o padrão da Universidade se deve ao fato de que o seu trabalho passará a ser visível mundialmente. Agradecemos a compreensão. on 2018-09-05T13:47:24Z (GMT) Submitted by Marcelo Ferreira (clikmarcelo@yahoo.com.br) on 2018-09-05T17:21:36Z No. of bitstreams: 1 Tese Marcelo Ferreira.pdf: 2501829 bytes, checksum: 90e5dbff7459a9f26f354110d615fe46 (MD5) Approved for entry into archive by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br) on 2018-09-05T18:50:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ferreira_m_dr_sjrp.pdf: 2463292 bytes, checksum: c3ef62f0a5f3a7e55c2010f641a09d3c (MD5) Made available in DSpace on 2018-09-05T18:50:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ferreira_m_dr_sjrp.pdf: 2463292 bytes, checksum: c3ef62f0a5f3a7e55c2010f641a09d3c (MD5) Previous issue date: 2018-07-31 Nessa tese abordamos dois problemas reais identificados no processo produtivo de indústrias de embalagens de papelão ondulado, que denotaremos por Problema de Minimização de Trocas de Gramaturas e Rolos Corrugadores (PMTGRC) e Problema da Alocação de Bobinas no Corrugador (PABC). Ambos os problemas ocorrem no corrugador, máquina multiestágio que produz as chapas de papelão ondulado. O PMTGRC surge da necessidade de minimizar trocas de gramaturas e rolos corrugadores durante o processo de produção dos boletins, uma vez que cada boletim traz as gramaturas específicas das camadas da chapa, além do tipo de onda empregada no(s) miolos(s). O sequenciamento dos boletins impacta na quantidade de mudanças de gramaturas nos porta-bobinas e se haverátrocaderoloscorrugadoresparadoisboletinssubsequentes. Astrocasdegramaturas impactam em custos de transporte de bobinas e as trocas de rolos corrugadores impactam em perda de produtividade. Para o PMTGRC propomos quatro modelos inéditos de programação inteira capazes de integrar essas duas considerações. O PABC integra várias considerações relacionadas à alocação das bobinas no corrugador, como por exemplo, a minimização das sobras não aproveitáveis e das quantidades de consumos parciais, fatores que influenciam diretamente nos custos de produção. Um modelo linear inteiro misto inédito é proposto, determinando quais bobinas serão utilizadas em cada porta-bobinas. Além disso, propomos uma estratégia de sequenciamento das bobinas em cada porta-bobina, evitando paragens no corrugador. Uma série de testes computacionais utilizando instâncias geradas com base em dados reais foram realizados. Os resultados indicam que os modelos foram eficientes em tratar os problemas propostos. In this thesis we approached two real problems identified over the productive process of corrugated cardboard industries, which we will denote as the Minimization of Converting Weights and Corrugators Problem (MCWCP) and the Corrugators Coil Allocation Problem (CCAP). Both of these problems happen in the corrugators, a multistage machine which produces corrugated cardboard. The MCWCP appears from the necessity to minimize changes of weight and corrugator rolls during the production process of the bulletins, since each one brings the specific layers’s weight of the sheets, besides the kind of wave put in the middle. The sequence of bulletins impact in the number of weight changes in the coil holders and if there will be corrugating rollers’s exchange for two following bulletins. The gramature’s exchanges impact in the costs of transportation and the corrugating rollers exchange causes lost in the productivity. We propose four whole programming models capable of integrating both considerations. The CCAP integrates many considerations related to the coils’s allocation on the corrugators, for example, the minimization of the non-usable leftovers and the amount of partial consumption, factors which influence directly on the production’s costs. A whole new mist linear model is proposed, determined which coil on the corrugators are going to be used in each coil holder. Besides this, we propose a sequel strategy for the coils in each coil holder, avoiding stops on the corrugators. A series of computation tests using instances created based on real data were made. The results indicate that the models were efficient in solving the problems.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) In the Brazilian humanitarian chain, product flows from the private sector to victims of disasters are only allowed on the hypothesis that a bidding process with the public sphere was carried out. The proposal of this work is a mixed-integer linear programming approach, for the supply of aid in disaster areas via acquisition and / or pre-positioning, with the purpose of integrating location of deposits decisions and evaluating the trade-off between the aids bought before and after the disaster, from the agreements between suppliers and the Brazilian Civil Defense. Location of deposits is treated under a localization approach of maximum coverage with the time of attendance to the victims being a limiting factor. Beyond location of deposits, is also considered its size to be opened. There are considered restrictions of geographical and product fairness, for a fair distribution of a budget available, common in the governmental scope. Results shows the need to maintain strategic stocks in certain Brazilians states, guaranteeing time satisfaction in emergencies products according to the stablished parameters. Na cadeia humanitária brasileira, os fluxos de produtos a partir do setor privado para as vítimas de desastres, são apenas permitidos na hipótese de que um processo licitatório com a esfera pública foi realizado. A proposta deste trabalho é uma abordagem de programação inteira mista, para o suprimento de ajudas em áreas de desastre via aquisição e/ou pré-posicionamento, visando integrar as decisões de localização de depósitos e de avaliação do trade-off entre a compra de ajudas no pré ou no pós-desastre a partir dos acordos realizados entre fornecedores e a Defesa Civil brasileira. A localização de depósitos é tratada sob um enfoque de localização de máxima cobertura sendo o tempo de atendimento às vítimas restritivo. Além da localização de depósitos, também é considerado o tamanho em que serão abertos. São consideradas restrições de equidade geográfica e por produto, para uma distribuição justa de um orçamento disponível, comum no âmbito governamental. Resultados mostram a necessidade de manter estoques estratégicos em vários estados do Brasil, para assim poder garantir o tempo de satisfação dos produtos emergenciais segundo os parâmetros estabelecidos.

In an urban freight distribution system, determination of the number and location of loading-unloading places is required to regulate loading-unloading opera ons. This pa-per presents mathema cal models for on-street loading-unloading space loca on based on set-covering problem and p-median problem formula ons. The approaches was tested with real data: an area has 160 city blocks and 60 on-street loading-unloading spaces, in Fortaleza, Brazil. We evaluated four scenarios considering different radius of influence of a loading/unloading spaces. The results indicate this approach has poten al for achieving gains in terms of reduc on of the distance between the clients and the loading and unloading places: considering that the average distance is a performance indicator (ra o between the total distance and the covered clients), a radius of influence of 400 meters has best rela on (0.489) and all clients are covered. The results indicate that the model can be used by planners to allocate loading and unloading area Em um sistema de distribuição de carga urbana, é necessária a determinação do número e da localização dos locais de carga e descarga para regular as operações de carga e descarga. Este artigo apresenta modelos matemáticos para a localização do espaço de carga e descarga na rua com base no problema de cobertura e formulação de problemas de p-mediana. A abordagem foi testada com dados reais: uma área tem 160 quadras e 60 áreas de carga e descarga, em Fortaleza, Brasil. Avaliamos quatro cenários considerando diferentes raios de influência das áreas de carga/descarga. Os resultados indicam que esta abordagem tem potencial para obter ganhos em termos de redução da distância entre os clientes e os locais de carga e descarga: considerando que a distância média é um indicador de desempenho (relação entre a distância total e os clientes cobertos), um raio de influência de 400 metros tem melhor relação (0.489) e todos os clientes estão cobertos. Os resultados indicam que o modelo pode ser usado pelos planejadores para alocar áreas de carga e descarga.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) We study an integrated process configuration, lot-sizing and scheduling problem, which appears in the context of a real production environment in the molded pulp packaging industry. Products are produced by alternative process configurations, which are defined by a combination of molds and a set of products to be produced. The production quantities, setup operations and capacity consumption depend on which process configurations are used, how long they are used for, and in which sequence they are scheduled. The total number of process configurations may be too large and difficult to define beforehand in some production environments, since a set of operational and technological constraints must be satisfied. For the particular case studied here, processes configuration decisions are generated at the same time as lot-sizing and sequencing decisions, which involve sequence-dependent setup costs and times. This research had the important collaboration of a typical molded pulp packaging company located in the São Paulo state, where real data were collected to validate the approaches proposed here. Two mathematical formulations are proposed to represent and optimize the problem, which are different in the way how process configuration decisions are represented. The first formulation is a linear formulation which uses some structures defined in advance to generate feasible process configuration; and the second one is a non-linear formulation which models the technical constraints of the problem to generate the process configurations to be implemented. Some valid inequalities and symmetry-breaking constraints are proposed to strengthen the formulations and improve the performance of the solution methods. The proposed mathematical approaches are solved using a standard mixed integer programming (MIP) solver, specifically the solver CPLEX. A branch-and-cut (B&C) algorithm, which takes into account the particularities of the formulations and implements logic-based Benders cuts in a branch-and-bound framework, and a MIP-based heuiristic are also proposed to solve the problem. Results show that in general, the formulations proposed here represent properly the integrated problem. Computational experiments shows that, although it is is challenging to solve to optimality all the problem instances presented here, the B&C algorithm outperforms the models’ resolution by CPLEX for all of the instances tested. Results also show that the valid inequalities and symmetry-breaking constraints proposed clearly improve the lower bounds of the formulations and the performance of the solution methods, particularly for the B&C algorithm. The heuristic proposed method also seems to be competitive for the problem instances tested, as it found optimal solutions for small instances, better solutions and similar solutions, in the worst case, compared to the ones provided by the exact approaches for large instances and involving much less computing times. Esta pesquisa aborda um problema integrado de configuração de processos, dimensionamento de lotes e sequenciamento da produção no contexto da indústria de embalagens em polpa moldada. Neste problema, os produtos são produzidos por meio de configurações de processos alternativos, as quais são determinadas por uma combinação de moldes e conjuntos de produtos produzidos a partir deles. O volume de produção de cada produto, os tempos de preparação da linha de produção e o consumo de capacidade dependem de quais configurações de processo são utilizadas, o tempo de produção de cada uma delas e a sequência em que são programadas. O número total de possíveis configurações de processo pode ser significativamente grande para alguns sistemas de produção, e a sua determinação é usualmente restrita a condições operacionais e tecnológicas do sistema, as quais devem ser satisfeitas para garantir que os planos de produção definidos sejam factíveis na prática. Motivado por este contexto industrial, o foco desta pesquisa é abordar e otimizar as decisões de configuração de processos de forma simultânea às decisões de dimensionamento de lotes e sequenciamento da produção, envolvendo tempos e custos de setup dependentes da sequência. Esta pesquisa contou com a colaboração de uma fábrica de embalagens de polpa moldada localizada no estado de São Paulo, pertencente a um grupo multinacional de fabricantes de produtos e equipamentos no setor de polpa, onde dados reais foram coletados para análise das abordagens aqui propostas. Duas formulações matemáticas são propostas para representar e otimizar o problema, as quais diferenciam-se principalmente na forma em que as decisões de configuração de processos são representadas. A primeira formulação consiste num modelo matemático linear inteiro, o qual utiliza estruturas definidas a priori numa etapa de pré-processamento, para representar de forma simplificada as decisões de configuração de processo. A segunda formulação consiste numa representação não linear que modela especificamente as restrições tecnológicas do problema, a fim de gerar configurações de processo factíveis de forma implícita e sem a necessidade da definição de estruturas para a linha de produção determinadas no pré-processamento. Desigualdades válidas e restrições de eliminação de simetria são apresentadas para fortalecer as formulações e melhorar a convergência dos métodos de solução. Os modelos matemáticos propostos são resolvidos por meio de um solver de otimização para problemas de programação inteira mista (PIM), especificamente o solver CPLEX. Ainda, para resolver o problema é desenvolvido um algoritmo branch-and-cut (B&C) que explora as especificidades das formulações matemáticas e implementa cortes baseados nas técnicas logic-based Benders numa árvore branch-and-bound. Um método de solução heurístico baseado em programação matemática também é proposto visando encontrar soluções competitivas aos resultados das abordagens exatas em curtos tempos computacionais. Os resultados mostram que ambas as formulações representam adequadamente o problema em estudo, envolvendo alternativas diferentes na representação integrada das decisões de configuração de processos, dimensionamento e sequenciamento da produção. Os experimentos computacionais mostram também que, embora a resolução ótima de todas as instâncias aqui analisadas seja um desafio, o algoritmo B&C proposto é significativamente mais eficiente que a resolução dos modelos via CPLEX. As desigualdades válidas propostas e as restrições de eliminação de simetria aprimoram os limitantes inferiores das formulações e melhoram significativamente os resultados dos métodos de solução, em particular do algoritmo B&C. Além disto, a heurística proposta demonstra ser competitiva para o problema, encontrando soluções ótimas para instâncias de tamanho médio e soluções competitivas às encontradas pelos métodos exatos para instâncias maiores, envolvendo tempos computacionais significativamente menores. CAPES: 2013/23700-8 FAPESP: 2015/24917-6

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) This dissertation adresses the general integrated lot sizing and scheduling problem for non-alcoholic beverage production with synchronization between stages and operating time windows for scheduling preventive maintenances. The problem is characterized by having two interdependent synchronized stages. In the first stage, machines (tanks) can supply several filling lines at the same time in the second stage, where the final items are packed. Production sequence-dependent times and costs exist. The review of the related literature indicates that existing models refer, generally, to particular cases of the general problem adressed here, the most common cases are the dedication of tanks to the lines, and disregarding the perishability of syrups and the possibility of scheduling preventive maintenances. A mathematical model for the general problem, called SMMRPM, has been proposed and applied in several instances to show the adherence and flexibility of the model to represent practical cases that can be found in reality. For the case of the dedication of tanks to lines, the model was compared with the dedicated model F1 (FERREIRA et al, 2012). The results indicate that the SMMRPM model is flexible and adherent to represent practical scenarios in which other models are not applicable, for example the possibility of scheduling preventive maintenance and consideration of perishability are differential of the proposal. In the plans obtained, it was shown that it is important to include these considerations that significantly affect the productive plans. In the case of dedication, compared to the dedicated model, the formulation SMMRPM achieves production plans, on average, 52.63 \% less costly than F1. Nesta dissertação de mestrado é pesquisado o problema geral integrado de dimensionamento e sequenciamento de lotes da produção de bebidas não alcoólicas com sincronia ente os estágios e janelas de tempo de operação para programação de manutenções preventivas. O problema é caracterizado por ter dois estágios sincronizados e dependentes entre si. As máquinas do primeiro estágio (tanques) podem suprir ao mesmo tempo várias linhas de envase no segundo estágio, onde são envasados os itens finais. Existem tempos e custos de setup dependentes da sequência de produção. A revisão da literatura relacionada indica que modelos existentes referem-se, em geral, a casos particulares do problema geral aqui tratado, sendo que os casos mais comuns são a dedicação de tanques à linhas, e desconsideração da perecibilidade dos xaropes e da possibilidade de programar manutenções preventivas. Foi proposto um modelo matemático para o problema geral, denominado SMMRPM, e aplicado em diversas instâncias a fim de mostrar a aderência e a flexibilidade do modelo para representar casos práticos que podem ser achados na realidade. Para o caso da dedicação de tanques a linhas, o modelo foi comparado com o modelo dedicado F1 (FERREIRA et al, 2012). Os resultados indicam que o modelo SMMRPM é flexível e aderente para representar cenários práticos em que outros modelos não são aplicáveis, por exemplo a possibilidade de programar manutenções preventivas e consideração da perecibilidade são diferenciais da proposta. Nos planos obtidos foi mostrada a importância da inclusão destas considerações que afetam significativamente os planos produtivos. No caso da dedicação, comparado com o modelo dedicado, a formulação SMMRPM consegue planos de produção, em média, 52.63 % menos custosos que o F1. Demanda Social

Resumo: Em um estudo anterior recente, modelos de otimização para a programação e o sequenciamento das frentes de colheita de cana-de-açúcar foram propostos. Esse é um problema agrícola e logístico complexo que envolve vários fatores, tais como o estágio de maturação da matéria-prima, a colheita na unidade agrícola e o transporte dessa matéria-prima para a unidade industrial, bem como a capacidade de moagem da unidade industrial. No presente estudo, aplica-se um dos modelos de otimização do estudo anterior para representar esse problema por meio de um modelo de programação inteira mista (PIM) de dimensionamento e sequenciamento de lotes da produção em máquinas paralelas com custos e tempos de setup dependentes da sequência. Propõem-se métodos baseados em heurísticas PIM para resolver esse modelo em uma situação real de uma safra de uma empresa típica do setor, inspirados em uma heurística de agregação de blocos de colheita, em heurísticas de construção do tipo relax-and-fix e heurísticas de melhoria do tipo fix-and-optimize. Para comparar os desempenhos desses métodos heurísticos foram realizados vários experimentos com diferentes combinações e variações desses métodos, e três abordagens foram capazes de gerar soluções de boa qualidade, sendo que uma delas é aqui detalhada e analisada, com resultados promissores para apoiar decisões de programação e sequenciamento das frentes de colheita de cana-de-açúcar. Abstract: In a recent study, optimization models were proposed for programming and scheduling sugarcane harvesting fronts. This is a complex agricultural and logistic problem comprising various factors, such as raw material maturation stage, harvesting at the agricultural unit, transporting of raw material to the plant, and milling capacities of the plant. In this study, one of the optimization models previously studied was used to represent this problem using Mixed Integer Programming (MIP) of a lot sizing and scheduling model in parallel machines with sequence dependent setup times and costs. The proposed methods are based on MIP heuristics to solve this model in a real situation of a harvest season of a typical company from this sector inspired by harvest block aggregation heuristics, relax-and-fix constructive heuristics, and fix-and-optimize improvement heuristics. To compare the performance of the heuristic methods, various experiments were conducted using different combinations and variations of these methods. Three approaches were able to produce good quality solutions. One of them is described in detail and analyzed in this study, showing promising results in terms of making programming and scheduling decisions concerning sugarcane harvesting fronts.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES This master thesis presents the conception and development of a lighting system based on lighting emitting diodes (LEDs) capable of accurately reproducing light spectra. The main motivation of this work is the development of a lighting system capable of simulating the spectrum of natural sunlight under different climatic conditions for application in studies of plant physiology LEDs are used due their characteristics of narrowband light emission, low power consumption, reduced volume, long lifetime, easily modulated light emission and solid-state electronics. With an increasing selection of LEDs with different spectral distribuition available on the market, multiple LEDs with different dominant wavelengths can be combined, and the flux emitted by each of them can be individually controlled, thus allowing spectral emulation. The problem in determining the optimized combination of LEDs that results in the spectrum closest to the reference was modeled as a Mixed Integer Programming (MIP) problem. The LEDs selected through the optimization procedure were driven by a driver composed of Buck converters with hysteresis control and pulse width modulation (PWM) light intensity control. After spectral measurements were performed on the developed LED module, it was concluded that the proposed system is able to reproduce light spectra with fidelity. Essa dissertação apresenta a concepção e o desenvolvimento de um sistema de iluminação baseado em diodos emissores de luz (LEDs) capaz de reproduzir espectros de luz com precisão. A principal motivação do trabalho consiste no desenvolvimento de um sistema de iluminação capaz de simular o espectro da luz natural sob diferentes condições climáticas para aplicação em estudos de fisiologia vegetal. LEDs são utilizados em virtude das suas características de banda de emissão estreita, baixo consumo de energia elétrica, pequeno volume, longa vida útil, fluxo de luz facilmente modulável e eletrônica de estado sólido. Com uma seleção cada vez maior de LEDs com diferentes comprimentos de onda disponíveis no mercado, múltiplos LEDs com diferentes comprimentos de onda dominantes podem ser combinados, e o fluxo emitido por cada um deles pode ser individualmente controlado, permitindo assim a emulação espectral. O problema em determinar a combinação otimizada de LEDs que resultam no espectro mais próximo possível da referência foi modelado como um problema de Programação Inteira Mista (MIP). Os LEDs selecionados através do procedimento de otimização foram acionados por um driver composto por conversores Buck com controle por histerese e controle de intensidade luminosa por modulação por largura de pulso (PWM). Após serem realizadas medidas de espectro no módulo de LEDs desenvolvido, concluiu-se que o sistema proposto é capaz de reproduzir espectros com fidelidade.

Não recebi financiamento The present work aims to study the problem of the production scheduling optimization of fruit-based beverage, such as nectars and fruit flavoured drinks. This is a lot sizing and scheduling problem in two main production stages (beverage preparation and bottling) found in typical companies of the sector. The main characteristics from this production process, that differs it from other lot sizing and scheduling the production of beverages problems, such as soft drinks and beer, is the existence of mandatory temporal cleanings in the process after a determined time without any cleaning and the presence of inventory buffers in the second stage, which impacts the synchronization between the two production stages. As far as the research is concerned, this optimization problem has not yet been addressed in industrial engineering and operational research literature. The objective of this thesis is to propose approaches with effective solutions for this problem. With these approaches, it is evaluated how to optimize the production scheduling in common factories at the sector, and with that, it is intended to contribute to the lot sizing and scheduling problems literature. A new mathematical model of optimization is proposed to represent the integrated two-stage lot sizing and scheduling problem with temporal cleaning for the fruit-based beverage production. Heuristic methods based on the decomposition of the problem into stages and on approximated models for the problem are also proposed. In addition, the branch-and-cut method from CPLEX solver and the relax-and-fix and fix-and-optimize heuristics are used to solve the integrated model. It also explores fix-and-optimize heuristics with neighborhood search. Computational tests are performed with instances based on real data from a typical company at the sector. The results show that the proposed optimization approaches provide good solutions to the problem and are effective in solving it in real situations. Nesta tese é estudado o problema de otimização da programação da produção de bebidas à base de frutas, como néctares e refrescos. Trata-se de um problema de dimensionamento e sequenciamento de lotes em dois estágios de produção principais (preparo da bebida e envase) encontrado em empresas típicas do setor. As principais características desse processo de produção, que o difere de outros problemas de planejamento e programação da produção de bebidas, como por exemplo refrigerantes e cerveja, é a existência de limpezas temporais obrigatórias no processo após determinado tempo sem nenhuma limpeza, e a existência de estoques pulmão (buffers) no segundo estágio, que influenciam na realização da sincronia de produção entre os dois estágios. Até onde se pesquisou, este problema de otimização ainda não foi abordado nas literaturas de engenharia de produção e pesquisa operacional. O objetivo desta tese é propor abordagens de solução efetivas para esse problema. Com essas abordagens, avalia-se como otimizar a programação da produção praticada em fábricas características do setor, e com isso, pretende-se contribuir para a literatura de problemas de dimensionamento e sequenciamento de lotes. Propõem-se um novo modelo matemático de otimização para representar o problema integrado de dimensionamento e sequenciamento de lotes dois estágios com limpezas temporais, para a produção de bebidas à base de frutas. Métodos heurísticos baseados na decomposição do problema em estágios e em modelos aproximados para o problema também são propostos. Além disso, são utilizados o método branch-and-cut do solver CPLEX, e heurísticas relax-and- fix e fix-and-optimize para resolver o modelo integrado. Explora-se também heurísticas fix-and-optimize com busca em vizinhança. Testes computacionais são realizados com instâncias baseadas em dados reais de uma empresa típica do setor. Os resultados mostram que as abordagens de otimização propostas fornecem boas soluções para o problema e que são efetivas para resolvê-lo em situações reais.

Resumo 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 na eficiência industrial. Neste estudo, propõe-se abordagens de otimização para apoiar decisões de programação e sequenciamento das frentes de colheita inspiradas na representação do problema por meio de um modelo de dimensionamento e sequenciamento de lotes da produção em máquinas paralelas, com custos e tempos de setup dependentes da sequência, muito estudados na literatura. Para verificar a adequação e coerência dessa representação foram desenvolvidos vários experimentos com dados realistas. Os resultados obtidos mostram que as abordagens propostas representam apropriadamente o modelo conceitual estudado e têm grande potencial para redução de custos na prática. Abstract The production of sugar, ethanol, and electricity from sugarcane necessarily involves harvesting and transportation of raw materials, which are expensive and complex operations that affect industrial efficiency. The present study proposes optimization approaches to support programming and scheduling harvest front decisions, based on considering the representation of the lot sizing and scheduling problem on parallel machines with sequence-dependent setup times and costs, a modeling technique widely reported in the literature. We carried out real data experiments in order to verify the adequacy and consistency of this representation. The results show that the proposed approaches adequately represent the conceptual model studied and have great potential to reduce cost in real-life situations.

CAPES O problema de roteamento de veículos tem grande importância dentro da logística e cadeia de suprimentos, pois tem como finalidade o desenho de rotas ótimas para ser usado por uma frota de veículos destinados a atender a um conjunto de clientes com o menor custo possível. O objetivo deste trabalho é desenvolver e aplicar o problema de roteamento de veículos com janelas de tempo envolvendo questões ambientais, atividades de manutenção preventiva e algumas restrições relativas à jornada de trabalho do condutor (ECOPRVMP) no contexto de uma empresa nacional que atua no transporte graneleiro. Para tanto, foram desenvolvidos dois modelos de Programação Linear Inteira Mista. O modelo ECOPRVPM 1 proposto é implementado e aplicado em um exemplo disponibilizado na literatura, de forma a permitir sua validação. Em seguida, o modelo ECOPRVMP 2 é testado em um exemplo real, no contexto de transporte logístico de grãos no Centro-Oeste brasileiro. Os modelos matemáticos são resolvidos de forma exata por meio de uma ferramenta que aplica o método Branch-and-Cut. Além da ordem de visitação dos fornecedores / clientes por cada veículo, sabe-se em que trechos devem ser realizadas atividades de manutenção preventiva, respeitando-se os intervalos previamente definidos (por exemplo, estabelecidos pelo fabricante dos veículos). Ainda, as rotas encontradas minimizam o custo com emissões e atendem a restrições da jornada do condutor. Dessa maneira, os resultados computacionais obtidos para os testes realizados mostram a consistência dos modelos propostos de roteamento de veículos apresentados, que são mais abrangentes sob a perspectiva da sustentabilidade do que os tradicionalmente utilizados. The vehicle routing problem has great importance within the logistics and supply chain, as it aims at designing optimal routes to be used by a fleet of vehicles that has to meet a set of customers at the lowest possible cost. The objective of this work is to develop and apply the vehicle routing problem with time windows involving environmental issues, preventive maintenance activities and some restrictions related to the driver's hours of service regulations (ECOPRVMP) in the context of a national company that operates in bulk transportation. Therefore, two models of Mixed-Integer Linear Programming are developed. The proposed ECOPRVPM 1 model is implemented and applied to an example provided in the literature, in order to allow its validation. Next, the ECOPRVMP 2 model is tested in a real example, in the context of logistic grain transport in the Brazilian Midwest. The mathematical models are exatly solved by means of a tool that applies the Branch-and-Cut method. In addition to the order of visitation of suppliers / customers by each vehicle, the solution provides in what parts of the route preventive maintenance activities should be carried out, respecting the intervals previously defined (for example, established by the vehicle manufacturer). Yet, the routes minimize the cost of emissions and meet constraints of the driver's hours of service regulations. Thus, the computational results obtained for the tests performed show the consistency of the proposed vehicle routing proposed models, which are more comprehensive under the perspective of sustainability than those traditionally used.

The attendance of the demand for freight transport is related to the process of allocation of the wagons that in turn is associated with the way in which the decision is taken. The distribution of wagons to the shipment terminals depends on the planning as well as on movement of the empty wagons. In addition, the trips of the empty wagons have the major financial impact on the railroad system. In such a way, an efficient mechanism of wagon distribution is vital to the railroads, because it provides important operational profits and of costs. Therefore, the purpose of this study is to analyze the problem related to the distribution of the load wagons and to develop a mathematical model that can propose an optimal scheduling of the wagons. O atendimento da demanda por transporte de cargas está relacionado ao processo de alocação dos vagões que, por sua vez, está associado à forma como a decisão é tomada. A distribuição de vagões para os terminais de embarque depende do planejamento e do movimento dos vagões vazios. Além disso, as viagens dos vagões vazios têm o maior impacto financeiro no sistema ferroviário. Desta forma, um mecanismo eficiente de distribuição de vagões é vital para as ferrovias, pois proporciona importantes lucros operacionais e de custos. Portanto, o objetivo deste estudo é analisar o problema relacionado à distribuição dos vagões de carga e desenvolver um modelo matemático que possa propor um ótimo escalonamento dos vagões.

Neste trabalho estuda-se o planejamento hierárquico de produção em usinas de açúcar e álcool e propõe-se um modelo de otimização robusta que considera diversas incertezas nos parâmetros do problema. Esta abordagem pode ser vista como uma alternativa à utilização de programação estocástica robusta para abordar este problema, abordagem esta que foi estudada anteriormente pelos autores. Para resolver os modelos de programação linear e programação inteira mista envolvidos, utiliza-se um software de otimização em programação matemática. Os resultados computacionais obtidos são comparados aos resultados da modelagem determinística de um trabalho anterior dos mesmos autores, utilizando os dados do estudo de caso de uma cooperativa de usinas de açúcar e álcool. This work studies the hierarchical production planning of sugarcane milling companies and proposes a robust optimization model that considers several uncertainties in the problem parameters. This approach can be seen as an alternative method for the stochastic robust optimization technique that was previously applied by the authors. Mathematical programming software was used for solving the linear and mixed integer programming problems involved. The computational results obtained are compared with the deterministic approach solutions presented in previous papers using data of a cooperative society of sugarcane milling companies case study.

The tactical management of cash flow is critical in financial management of a company or organization. Several mathematical models for planning cash flow have been proposed in recent decades. Most of the models are deterministic and initially treated as an extension of the economic order quantity. This thesis addresses the cash management problem from the perspective of optimization models present in the Operations Research literature. The aim is to study, develop and apply formulations based on mathematical programming and network flows, considering uncertainties in parameters, to support the decisions involved in managing the cash flow. A case study was developed in a typical company of the stationery sector to analyze the suitability and potential of the proposed approaches for companies of this sector. For that, this thesis implement robust optimization and stochastic programming to address the parameters uncertainties in the problem of maximizing the available financial resources at the end of a multi-period and finite planning horizon of the company's cash flow. The proposed approaches are based on a deterministic model which uses a network flow to maximize the cash flow return at the end of the period. For the treatment of uncertainties in the parameters that define the flow of financial resources in time are used the robust optimization approach of worst case interval and the stochastic programming approach risk neutral, minimax with regret and conditional value-at-risk. There were no other studies in the literature following this line of research. As shown in this thesis the proposed approaches can generated promising results for the management of cash flow in companies of the stationery sector and others, with significant contributions in financial decision-making department, particularly for the treatment of uncertainties in the parameters of the cash flow. O gerenciamento do fluxo de caixa tático é fundamental na gestão financeira de uma empresa ou organização. Vários modelos matemáticos para planejar o fluxo de caixa foram propostos nas últimas décadas. Na sua maioria, os modelos são determinísticos e, inicialmente, tratados como uma extensão da fórmula do lote econômico de compra. Esta tese aborda o problema da gestão do caixa sob a ótica de modelos de otimização presentes na literatura da Pesquisa Operacional. O objetivo é estudar, desenvolver e aplicar formulações baseadas em programação matemática e fluxos em rede, considerando incertezas nos parâmetros, para apoiar as decisões envolvidas no gerenciamento do fluxo de caixa. Um estudo de caso é desenvolvido numa empresa típica do setor de material escolar, para analisar a adequação e o potencial das abordagens propostas em empresas deste setor. Para tal, são utilizados métodos de otimização robusta e programação estocástica para tratar as incertezas nos parâmetros do problema de maximização dos recursos financeiros disponíveis no final de um horizonte de planejamento multi-período e finito do caixa da empresa. As abordagens propostas são baseadas num modelo determinístico, que utiliza uma rede de fluxos para maximizar o retorno do caixa no final do período considerado. Para o tratamento das incertezas presentes nos parâmetros que definem os fluxos de recursos no tempo, são utilizadas a abordagem de otimização robusta de análise de pior caso intervalar e a abordagem de programação estocástica de dois estágios com recurso neutra ao risco e de aversão ao risco minimax com arrependimento e valor em risco condicional. Não foram encontrados outros estudos na literatura seguindo esta linha de pesquisa. Conforme mostrado nesta tese, as abordagens propostas podem gerar resultados promissores para a gestão do fluxo de caixa de empresas de material escolar e outros, com contribuições significativas nas tomadas de decisões de um gestor financeiro, principalmente quanto ao tratamento das incertezas nos parâmetros do fluxo de caixa.

Neste trabalho, apresentamos formulações monoestágio para o problema integrado de dimensionamento e sequenciamento de lotes de produção de bebidas dois estágios com sincronia. O problema envolve múltiplos produtos, múltiplas máquinas e tempos e custos de troca dependentes da sequência de produção. As formulações monoestágio apresentadas não têm perda de generalidade para representar o problema e, em geral, reduzem as dimensões da formulação dois estágios com sincronia apresentadas em Ferreira, Morabito e Rangel (2009) em termos dos números de variáveis e restrições. Experimentos computacionais preliminares realizados com exemplares baseados em dados reais de uma fábrica de bebidas mostram que os modelos monoestágio propostos são competitivos, quando comparados com o modelo anterior dois estágios com sincronia. In this work we present single-stage formulations for the integrated soft drink lot-sizing and scheduling problem with two-stage synchronization. It is a multi-product, multi-machine problem, with sequence-dependent setup times and costs. Without loss of generality, these single-stage reformulations address the problem correctly and, in general, reduce the size of the synchronized two-stage model of Ferreira, Morabito e Rangel (2009), regarding the number of variables and constraints. The preliminary computational experiments on real-world instances from a soft-drink company show the competitiveness of the single-stage models against other formulations and solution approaches reported in the literature.

This paper presents a model to be applied to the optimal placement of capacitors in power distribution feeders. The proposed model has linear objective function, linear constraints, continous variables, and binary variables, being represented by a mixed integer linear programming. In this way, the optimal solution can be found faster and with less computational effort using methods suited for linear problems. In addition, the model allows the determination of the optimal tap for each distribution transformer thus minimizing voltage violations and at same time increasing the possibilities of tap adjustment. The objective function to be minimized represents the total cost of the investment (acquisition, installation and removal) and the operation costs (associated to maintenance and voltage violations). Operational constraints describing the equipment capacities are considered along with financial and logical constraints. These constraints are introduced to reduce the search space of the optimization procedure. The hourly load variation is considered through a simplified approach which allows to represent the specific transformer characteristics in an individual basis. The operation status of each capacitor bank is determined together with the solution of the optimization problem. Thus, these equipments are only switched on when they are actually needed. Finally, the proposed model is validated through an application example of a medium voltage distribution network, which also permits to assess the model overall performance.

Neste artigo propomos um modelo de otimização inteira mista para o problema de dimensionamento e seqüenciamento dos lotes de produção em fábricas de refrigerantes de pequeno porte, com tempos e custos de set up de produção dependentes do seqüenciamento dos lotes. O modelo considera o estágio de envase como sendo o gargalo da produção da planta, o que é comum em fábricas de pequeno porte com uma única linha de envase, e restrições de lote mínimo do estágio de xaroparia. Variações da heurística relax and fix são propostas e comparadas na solução de exemplares do modelo, gerados com dados reais de uma fábrica localizada no interior do Estado de São Paulo. Os resultados mostram que as abordagens são capazes de gerar soluções melhores do que as utilizadas pela empresa.In this paper we propose a mixed integer programming model to the lot sizing and sequencing problem of a soft drink plant with sequence-dependent set up costs and times. The model considers that the bottling stage is the production bottleneck, which is common in small plants with only one production line, and minimum lot size constrains of the syrup stage. Variations of the relax and fix heuristic are proposed and compared. A computational study with instances generated based on real data from a plant situated in the State of São Paulo-Brazil is also presented. The results show that the approaches are capable to produce better solutions than the ones from the company.

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.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Problems of scheduling on batch processing machines to minimize makespan are widely exploited by academic literature, mainly motivated by reliability testing in the semiconductor industry. These problems consist in grouping jobs as a batch and scheduling the processing in single or parallel machines. The jobs have non-identical processing times and non-identical sizes and the total size of the batch cannot exceed the machine capacity. The processing time of a batch is given by the longest processing time of any job in the batch. Jobs with nonidentical release times can also be considered, and in this case a batch can only be processed after the job with the longest release time in the batch is available. We consider four different problems of scheduling on batch processing machines with non-identical job size and different characteristics: single batch processing machine (1|sj,B|Cmax), single batch processing machine with non-identical job release times (1|rj,sj,B|Cmax), identical parallel batch processing machines (Pm|sj,B|Cmax), and identical parallel batch processing machines with non-identical job release times (Pm|rj,sj,B|Cmax). New mathematical models are proposed with formulations that exploit characteristics of each problem. The mathematical models are solved using CPLEX and the computational results show that the proposed models performed better than other models from literature. The new models for 1|sj,B|Cmax and 1|rj,sj,B|Cmax are compared with previously published meta-heuristics and the results show that the models provide better solutions than meta-heuristics methods with competitive computational times. Problemas de minimização do makespan no dimensionamento e programação de bateladas em máquinas de processamento são extensamente explorados pela literatura acadêmica, motivados principalmente por testes de confiabilidade na indústria de semicondutores. Estes problemas consistem em agrupar tarefas em bateladas e programar o processamento em uma ou mais máquinas em paralelo. As tarefas possuem tempos de processamento e tamanhos não idênticos e o tamanho total da batelada não pode exceder a capacidade da máquina. Para cada batelada é definido um tempo de processamento que será igual ao maior tempo de processamento das tarefas que foram alocadas a ela. As tarefas podem considerar também tarefas com tempos de liberação não idênticos, neste caso as bateladas só poderão ser processadas depois que a tarefa com o maior tempo de liberação for disponibilizada. Este trabalho aborda quatro diferentes problemas de dimensionamento e programação de bateladas com tarefas de tamanhos não idênticos, que consideram diferentes características: máquina de processamento única (1|sj,B|Cmax), máquina de processamento única e tarefas com tempos de liberação não idênticos (1|rj,sj,B|Cmax), máquinas de processamento paralelas idênticas (Pm|sj,B|Cmax) e máquinas de processamento paralelas idênticas e tarefas com tempos de liberação não idênticos (Pm|rj,sj,B|Cmax). São propostos novos modelos matemáticos com formulações que exploram características de cada problema. Os modelos matemáticos são resolvidos utilizando CPLEX e os resultados computacionais comprovam que os modelos propostos possuem um desempenho melhor do que outros modelos da literatura. Os modelos propostos para 1|sj,B|Cmax e 1|rj,sj,B|Cmax são comparados com meta-heurísticas previamente publicadas e os resultados mostram que os novos modelos oferecem soluções melhores com tempos computacionais competitivos.

Dissertação de Mestrado em Engenharia e Gestão Industrial apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra As minas subterrâneas recorrem a camiões para o transporte de minério desde o seu interior até à superfície. Camiões esses, que circulam ao longo de túneis subterrâneos, denominados de rampas ou declínios onde apenas há largura para passar um camião. Por toda a extensão das rampas subterrâneas existem escapatórias que possibilitam o cruzamento de veículos em sentidos opostos. Os cruzamentos são possíveis através do desvio dos camiões vazios, que circulam em sentido descendente até à escapatória, onde aguardam que o camião carregado em sentido ascendente, passe. O número de escapatórias e a sua localização ótima ao longo da rampa influenciam o transporte de minério, tendo um impacto significativo na boa circulação de veículos no interior da mina e na sua produtividade. Ao longo desta dissertação foi aplicado um modelo de programação inteira mista (PIM), com o objetivo de estudar a ótima localização das escapatórias em minas subterrâneas. O PIM permite determinar a localização das escapatórias que minimizem o tempo necessário para completar um determinado número de viagens. O modelo requer a inserção do número de veículos, de viagens, de escapatórias e dos tempos de carga e descarga para devolver o melhor movimento dos veículos e a melhor localização das escapatórias em prol de uma otimização do tempo de viagens. O PIM possibilita observar que a ótima localização das escapatórias tem implicação na minimização do tempo para completar determinado número de viagens, que são influenciados pelos tempos de carga e descarga. Os resultados obtidos a partir do PIM mostram que as escapatórias colocadas de forma equidistante não são sempre a ótima solução para a sua localização. A melhor localização das escapatórias é a que permite intercalar veículos em sentido ascendente com veículos em sentido descendente com o menor tempo possível de espera na escapatória. Na generalidade, a dissertação demonstra como a otimização adequada das escapatórias e dos horários dos veículos pode ter um impacto significativo na produtividade do transporte e consequentemente na produtividade de minas subterrâneas. In underground mines, haulage vehicles carry ore from underground loading bays to the surface. The vehicles travel in narrow tunnels, called declines, with occasional passing bays that allow descending empty vehicles to pull off the main path and wait for ascending laden vehicles to pass. The number of passing bays and their locations influences the delays to descending vehicles, and hence the haulage productivity of the mine. Throughout this study, we present a Mixed Integer Programming (PIM) model, applied in order to study the optimal location of passing-bays in underground mines. The PIM determines the optimal location of passing-bays, to minimize the time required to complete a specified number of haulage trips. The number of vehicles, bays and time to load and unload are specified. The PIM allows observing that the optimal location of passing-bays is influence by the time of loading and unloading. The results obtained from the PIM shows passing-bays placed equidistantly are not always the optimum solution for your location. The best location of passing-bays allows vehicles to pass with the least possible time waiting in the escape. Overall, the thesis shows how proper optimisation of bay locations and vehicle schedules, can have a significant impact on haulage productivity.

Introducción. Cutting stock problem abarca el tema de cortar grandes rollos de algún material (papel, textil, acero, madera, etc.) en pequeñas tiras de diferentes anchos, que se utilizan como materia prima para la fabricación de un producto final; las longitudes de estas tiras están definidas por los clientes o por las especificaciones del proceso de producción para fabricar el producto final. Objetivo. Desarrollar un modelo matemático que permita la planificación y programación del proceso de corte de rollos de acero, que dé solución a la inquietud: ¿Cómo configurar el corte de rollos satisfaciendo los requerimientos de la demanda y a su vez minimizar los residuos y niveles de inventario en una empresa metalúrgica? Materiales y métodos. Un modelo metodológico fue realizado y aplicado en una planta de producción de tubería en acero, donde se evidenciaban niveles de desperdicio de alrededor de 1,5 % en promedio por rollo cortado. Resultados. Esto, en términos de peso perdido, alcanzaba 25 toneladas por 1700 toneladas que se producen en un mes, lo que hacía que los niveles de inventario de productos en proceso superaran hasta en un 24 % la capacidad de almacenamiento. Conclusiones. El principal resultado de la metodología es la reducción del 4 % del costo semanal de residuos en comparación con el proceso real de la empresa. Introduction. Cutting stock problem covers the issue of cutting big rolls of any material (paper, fabrics, steel, wood, etc) in small shreds with different widths that, can, then, be used as the raw materials to elaborate a final product. The lengths of these shreds are defined by the clients or according to the specific conditions required by the production process. Objective. Developing a mathematical model that allows the planning and the programming of a cutting process for steel rolls in order to solve the question "how to configure the cutting of rolls satisfying the requirements of the demand and simultaneously minimize the remains and the inventory levels in a metallurgic company? Materials and methods. A methodological model was made and applied in a production plant in which Steel pipes are made. Waste levels of about 15 % per cut roll were found in the place. Results. This, under lost weight terms, reached up to 25 tons per 1700 tons produced in a month, thus making the inventory levels of in process products to be exceeded by up to 24 % of the storage capacity. Conclusions. The main result of the methodology is a 4 % reduction of the weekly cost of waste, compared to the real process of the company. Introdução. Cutting stock problem abarca o tema de cortar grandes rolos de algum material (papel, têxtil, aço, madeira, etc.) em pequeñas tiras de diferentes largos, que se utilizam como matéria prima para a fabricação de um produto final; as longitudes destas tiras estão definidas pelos clientes ou pelas especificações do processo de produção para fabricar o produto final. Objetivo. Desenvolver um modelo matemático que permita o planejamento e programação do processo de corte de rolos de aço, que dê solução à inquietude: Como configurar o corte de rolos satisfazendo os requerimentos da demanda e a sua vez minimizar os resíduos e níveis de inventário numa empresa metalúrgica? Materiais e métodos. Um modelo metodológico foi realizado e aplicado numa planta de produção de tubagem em aço, onde se evidenciavam níveis de desperdício de arredor de 1,5 % em média por rolo cortado. Resultados. Isto, em termos de peso perdido, atingia 25 toneladas por 1700 toneladas que se produzem num mês, o que fazia que os níveis de inventário de produtos em processo superassem até num 24 % a capacidade de armazenamento. Conclusões. O principal resultado da metodologia é a redução do 4 % do custo semanal de resíduos em comparação com o processo real da empresa.

Doutoramento em Matemática e Aplicações O transporte marítimo e o principal meio de transporte de mercadorias em todo o mundo. Combustíveis e produtos petrolíferos representam grande parte das mercadorias transportadas por via marítima. Sendo Cabo Verde um arquipelago o transporte por mar desempenha um papel de grande relevância na economia do país. Consideramos o problema da distribuicao de combustíveis em Cabo Verde, onde uma companhia e responsavel por coordenar a distribuicao de produtos petrolíferos com a gestão dos respetivos níveis armazenados em cada porto, de modo a satisfazer a procura dos varios produtos. O objetivo consiste em determinar políticas de distribuicão de combustíveis que minimizam o custo total de distribuiçao (transporte e operacões) enquanto os n íveis de armazenamento sao mantidos nos n íveis desejados. Por conveniencia, de acordo com o planeamento temporal, o prob¬lema e divido em dois sub-problemas interligados. Um de curto prazo e outro de medio prazo. Para o problema de curto prazo sao discutidos modelos matemáticos de programacao inteira mista, que consideram simultaneamente uma medicao temporal cont ínua e uma discreta de modo a modelar multiplas janelas temporais e taxas de consumo que variam diariamente. Os modelos sao fortalecidos com a inclusão de desigualdades validas. O problema e então resolvido usando um "software" comercial. Para o problema de medio prazo sao inicialmente discutidos e comparados varios modelos de programacao inteira mista para um horizonte temporal curto assumindo agora uma taxa de consumo constante, e sao introduzidas novas desigualdades validas. Com base no modelo escolhido sao compara¬das estrategias heurísticas que combinam três heur ísticas bem conhecidas: "Rolling Horizon", "Feasibility Pump" e "Local Branching", de modo a gerar boas soluçoes admissíveis para planeamentos com horizontes temporais de varios meses. Finalmente, de modo a lidar com situaçoes imprevistas, mas impor¬tantes no transporte marítimo, como as mas condicões meteorológicas e congestionamento dos portos, apresentamos um modelo estocastico para um problema de curto prazo, onde os tempos de viagens e os tempos de espera nos portos sao aleatórios. O problema e formulado como um modelo em duas etapas, onde na primeira etapa sao tomadas as decisões relativas as rotas do navio e quantidades a carregar e descarregar e na segunda etapa (designada por sub-problema) sao consideradas as decisoes (com recurso) relativas ao escalonamento das operacões. O problema e resolvido por um metodo de decomposto que usa um algoritmo eficiente para separar as desigualdades violadas no sub-problema. Maritime transportation is a major mode of transportation of goods worldwide. Most of cargo of the maritime transport accounted for liquid cargo oil and petroleum products. As Cape Verde is an archipelago, maritime transportation is of great importance for the local economic activity. We consider a fuel oil distribution problem where an oil company is responsible for the coordination of the distribution of oil products with the inventory management of those products at ports in order to satisfy the demands for the several oil products. The objective is to determine distribution policies that minimize the routing and operating costs, while inventory levels are maintained within given limits. For convenience, the planning problem is divided into two related subproblems accordingly to the length of the planning horizon: A short- term and medium-term planning. For the short-term planning problem we discuss mathematical mixed integer programming models that combine continuous and discrete time measures in order to handle with multiple time windows and a daily varying consumption rate of the various oil products. These models are strengthened with valid inequalities. Then the problem is solved using a commercial software. For the second subproblem several mixed integer formulations are discussed and compared for a short time horizon, and assuming constant consumption rates and new valid inequalities are introduced. Then, based on the chosen model, we compare several heuristic strategies that combine the well-known Rolling Horizon, Feasibility Pump and Local Branching heuristics, in or¬der to derive good feasible solutions for planning horizons of several months. Finally, as weather conditions and ports congestion are very impor¬tant in maritime transportation, we present a stochastic model for a short sea shipping problem, where traveling and waiting time are random. The problem is formulated as a two stage recourse problem, where in the first stage the routing and the load/unload quantities are defined, and in the second stage (subproblem) the scheduling of operations is determined. The problem is solved by a decomposition method that uses an efficient separation algorithm to include inequalities from the subproblem.

Submitted by Vitor Silverio Rodrigues (vitorsrodrigues@reitoria.unesp.br) on 2014-05-27T11:30:50Z No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-05-27T14:33:02Z : No. of bitstreams: 1 2-s2.0-84885061823.pdf: 478071 bytes, checksum: 08ea3aaa988c575559759529cdba9749 (MD5) Made available in DSpace on 2014-05-27T11:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-10-10 In this paper, capacitated lot sizing problems in which the classical lot sizing decisions are made considering the transportation costs of the manufactured products were studied. These costs are related to the necessary number of pallets or trucks to pack and/or transport the products from the factory to the warehouse. Three extensions of a mixed integer linear programming model from the literature are considered, representing general cases that are commonly found in companies. These models are tested and evaluated using an optimization package, and a Lagrangian heuristic was developed for one of the extensions proposed. Departamento de Engenharia de Produção Universidade Federal de São Carlos - UFSCar, Rod. Washington Luís, Km 235, CEP 13565-905, São Carlos, SP Departamento de Ciências da Computação e Estatística Universidade Estadual Paulista - UNESP, Rua Cristóvão Colombo, 2265, CEP 15054-000, São José do Rio Preto, SP Departamento de Ciências da Computação e Estatística Universidade Estadual Paulista - UNESP, Rua Cristóvão Colombo, 2265, CEP 15054-000, São José do Rio Preto, SP

Neste trabalho estuda-se o planejamento hierárquico de produção em usinas de açúcar e álcool e propõe-se um modelo de otimização robusta que considera diversas incertezas nos parâmetros do problema. Esta abordagem pode ser vista como uma alternativa à utilização de programação estocástica robusta para abordar este problema, abordagem esta que foi estudada anteriormente pelos autores. Para resolver os modelos de programação linear e programação inteira mista envolvidos, utiliza-se um software de otimização em programação matemática. Os resultados computacionais obtidos são comparados aos resultados da modelagem determinística de um trabalho anterior dos mesmos autores, utilizando os dados do estudo de caso de uma cooperativa de usinas de açúcar e álcool.This work studies the hierarchical production planning of sugarcane milling companies and proposes a robust optimization model that considers several uncertainties in the problem parameters. This approach can be seen as an alternative method for the stochastic robust optimization technique that was previously applied by the authors. Mathematical programming software was used for solving the linear and mixed integer programming problems involved. The computational results obtained are compared with the deterministic approach solutions presented in previous papers using data of a cooperative society of sugarcane milling companies case study.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Soybean is one of the most important Brazilian agricultural products and its complex - composed by grain, meal and by crude and refined oils - yields about $ 30 billion only in exports annually. Approximately 40% of soybeans harvested is exported, while the remaining 60% go through industries. After processing the soy grain, meal and crude oil are obtained, and crude oil can be further refined. These products can be domestically consumed or exported. This thesis propose optimization approaches based on network flow models to represent, at the operational level, decisions on intermodal transport, processing and storage along the chain. And, at the strategic level, we propose facility location models based on mixed integer programming to support investment decisions in intermodal terminals, in processing and refining facilities, besides in warehouses. To better represent this supply chain, which is a large scale system, it is also developed a highly sparse network structure, making the models more tractable computationally. In this study, the focus is on the decision-making process of companies in this sector, rather than aimming to support government decisions in the soybean chain, as in previous studies in the literature. Typical problems of companies are specialized only in the export of soybeans and also companies operating throughout the agribusiness chain of soybean and its byproducts. This assumption deals with a natural subdivision of the network flow models in problems oriented by single product, as in the case of the first companies, and by multiproducts in the case of other enterprises. Verification tests were conducted using secondary data and realistic scenarios to illustrate the applicability of the proposed approaches. For computational effort tests, instances were randomly generated. Tests conducted in an optimization software compares the computational performance of these models in different tests of control parameters, including the use of relaxations. Additionally, some mathematical programming based heuristics were proposed and tested - relax-and-fix and fix-and-optimize - for two location models of intermodal terminals, warehouses, refineries and overwhelming, comparing the results obtained with exact and approximate approaches. A soja é um dos principais produtos agrícolas brasileiros e seu complexo – formado pelo grão, pelo farelo e pelos óleos bruto e refinado – movimenta cerca de 30 bilhões de dólares somente em exportações anualmente. Do total colhido, aproximadamente 40% da soja em grão é exportada, enquanto os 60% restantes passam por processos de industrialização. Após o esmagamento, obtêm-se farelo e óleo bruto, sendo que este último pode ainda ser refinado. Esses produtos derivados podem ser consumidos internamente ou exportados. Nesta tese são propostas abordagens de otimização baseadas em modelos de fluxos em redes para representar, no nível operacional, decisões de transporte intermodal, industrialização e armazenagem ao longo da cadeia. E, no nível estratégico, são propostos modelos de localização de instalações baseados em programação inteira mista para apoiar decisões de investimento em terminais intermodais, esmagadoras e refinarias, além de armazéns. Para melhor representar essa cadeia de suprimentos, que é de grande porte, também foi desenvolvida uma estrutura de rede altamente esparsa, tornando os modelos mais tratáveis sob o ponto de vista computacional. Neste estudo, o foco está no processo de decisão de empresas desse setor, ao invés de ter como objetivo apoiar decisões governamentais na cadeia da soja, como em estudos anteriores da literatura. Foram abordados problemas característicos de empresas especializadas somente na exportação da soja em grão e também empresas atuantes em toda a cadeia agroindustrial da soja e seus derivados. Isso leva a uma subdivisão natural dos modelos de fluxos em redes orientados para problemas monoproduto, como no caso das primeiras empresas, e multiproduto, no caso das últimas empresas. Testes de verificação foram realizados com dados secundários e cenários realistas, para ilustrar a aplicabilidade das abordagens propostas. Para os testes de esforço computacional, foram gerados exemplares com dados aleatórios. Os testes realizados em um software de otimização comparam o desempenho computacional desses modelos em diferentes opções de parâmetros de controle, incluindo o uso de relaxações. Adicionalmente, foram propostas e testadas algumas heurísticas de programação matemática – relax-and-fix e fix-and-optimize – para dois dos modelos de localização de terminais intermodais, armazéns, esmagadoras e refinarias, comparando os resultados obtidos com abordagens exatas e aproximadas. 2008/09037-6

Tese de doutoramento. Programa Doutoral em Engenharia Industrial e Gestão. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Submitted by Manuel Brandão (mbrandao@estsp.ipp.pt) on 2014-06-03T13:18:03Z No. of bitstreams: 1 DM_ElvesSilva_2012_MEESE.pdf: 2985462 bytes, checksum: 252aecc217b1e820dd448be124743346 (MD5) Made available in DSpace on 2014-06-03T13:18:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DM_ElvesSilva_2012_MEESE.pdf: 2985462 bytes, checksum: 252aecc217b1e820dd448be124743346 (MD5) Previous issue date: 2012

Neste trabalho se propõe um novo problema envolvendo linhas de montagem. Nele se considera a necessidade de reconfiguração devido à mudança no tempo de ciclo requerido. Para tratá-lo, foram propostos quatro modelos de programação inteira mista, sendo três deles baseados em um horizonte de planejamento discretizado em períodos, o que dá ao problema um caráter dinâmico. Simultaneamente, força-se a suavização da carga de trabalho entre as estações, limitando-a com valores mínimos e máximos. Os modelos foram implementados em um pacote comercial de programação matemática e os resultados de alguns testes preliminares são reportados. Comparações entre o uso sucessivo de abordagens clássicas (tipo SALBP) e a modelagem dinâmica demonstram a superioridade da abordagem proposta.In this paper we present a new problem involving assembly lines. It arises when successive variations in the cycle time force line re-configuration. We propose four mixed integer programming formulations for the problem, three of them using a time horizon divided in periods. Such assumption gives the problem a dynamic character. The models try to smooth the workload among the stations by forcing it to fall between minimum and maximum values predefined by the user. They were implemented in a commercial package for mathematical programming and some results are reported. Comparisons were made against the repetitive use of classical models (SALBP like) to demonstrate the superiority of this new approach.

Neste trabalho apresenta-se um modelo de otimização para o problema de alocação de bancos de capacitores em alimentadores de distribuição de energia elétrica. O modelo proposto apresenta função objetivo linear, restrições lineares e variáveis contínuas e binárias, sendo representado por um problema de programação linear inteira mista. Isto permite que a solução ótima de problemas reais possa ser obtida por intermédio de métodos de otimização clássica. Além disto, o modelo incorpora a definição simultânea do tap ótimo de operação dos transformadores de distribuição visando minimizar as violações nos limites de tensão, ampliando as possibilidades de ajuste. A função objetivo a ser minimizada representa os custos totais de investimento (aquisição, instalação e remoção) e de operação (manutenção e custos associados à violação dos limites de tensão). O modelo apresentado considera restrições operacionais, que descrevem a capacidade dos equipamentos, e restrições financeiras e lógicas, com o objetivo de reduzir o espaço de busca. A variação horária da carga é considerada por meio de um modelo simplificado que permite representar a característica individual de cada transformador de distribuição. O estado de operação dos bancos de capacitores automáticos é determinado juntamente com a solução do modelo, sendo estes equipamentos utilizados apenas quando necessário. A validade e a eficiência do modelo apresentado são comprovadas por intermédio de exemplos de aplicação em redes de distribuição de média tensão. This paper presents a model to be applied to the optimal placement of capacitors in power distribution feeders. The proposed model has linear objective function, linear constraints, continous variables, and binary variables, being represented by a mixed integer linear programming. In this way, the optimal solution can be found faster and with less computational effort using methods suited for linear problems. In addition, the model allows the determination of the optimal tap for each distribution transformer thus minimizing voltage violations and at same time increasing the possibilities of tap adjustment. The objective function to be minimized represents the total cost of the investment (acquisition, installation and removal) and the operation costs (associated to maintenance and voltage violations). Operational constraints describing the equipment capacities are considered along with financial and logical constraints. These constraints are introduced to reduce the search space of the optimization procedure. The hourly load variation is considered through a simplified approach which allows to represent the specific transformer characteristics in an individual basis. The operation status of each capacitor bank is determined together with the solution of the optimization problem. Thus, these equipments are only switched on when they are actually needed. Finally, the proposed model is validated through an application example of a medium voltage distribution network, which also permits to assess the model overall performance.

The main concern of this work is related to the development of an aggregate production planning model of a cooperative society of sugar and alcohol milling companies. This mathematical model is based on a hierarquical approach between the annual planning problem of the cooperative and the tactical planning horizon of the sugarcane mills. In the cooperative level the main questions are related to the allocation of production goals to each mill and the management of inventory and dynamic demands. In the milling companies level a process selection model aims at helping the decision makers to determine the quantity of sugarcane crushed, the selection of sugarcane suppliers, the selection of sugarcane transport system suppliers, the selection of industrial process used in the sugar, alcohol, molasses and energy production. Besides that, this work presents an analysis of the impact of uncertainties in the aggregate planning problem parameters, using robust optimization techniques. To solve the linear and mixed integer mathematical problem found in this modeling, we applied a state of the art modelling language with an optimization solver. A case study was developed in a cooperative of sugar and alcohol milling companies located in the state of Alagoas- Brazil and at Santa Clotilde mill, located in the city of Rio Largo-AL. The results of this case study helped us to verify the applicability of the proposed models in the aggregate production planning of the studied organizations. Computational results are presented and analyzed with real data application. O objetivo deste trabalho é desenvolver modelos de programação matemática para o planejamento agregado da produção em usinas cooperadas do setor sucroenergético. Os modelos desenvolvidos devem considerar a relação hierárquica existente entre o planejamento anual de toda a cooperativa e o planejamento tático de safra de uma das usinas cooperadas. No nível de decisão da cooperativa o modelo deve indicar a meta de produção de cada usina e definir a política de estocagem e de atendimento da demanda. No nível de decisão da usina o modelo deve sugerir a quantidade de cana-de-açúcar colhida por fornecedor, a quantidade de cana transportada por prestador de serviço, a seleção dos processos de produção de açúcar, álcool, melaço e energia elétrica. Além disso, esta tese explora a aplicação de técnicas de otimização robusta para tratar incertezas inerentes aos parâmetros utilizados no processo decisório da cooperativa e de cada usina. Para resolver os modelos de programação linear e programação inteira mista, utilizou-se uma linguagem de modelagem algébrica e um solver de última geração de programação matemática. Um estudo de caso foi realizado na cooperativa regional dos produtores de açúcar e álcool do estado de Alagoas e na usina cooperada Santa Clotilde, localizada no município de Rio Largo-AL. Neste estudo, foi possível verificar a adequação dos modelos propostos quando aplicados para apoiar decisões envolvidas no planejamento agregado da produção das organizações estudadas. Resultados computacionais são apresentados e analisados, comparando o planejamento executado pelas empresas e os resultados obtidos com a modelagem.

Financiadora de Estudos e Projetos Cutting and packing problems are important in the production planning of various industrial segments involving goals such as minimizing the negative efects generated by waste of materials or idle spaces. The loss of material due to an inadequate programming of the cutting or packing patterns, can be substantial, and, in general, parts of these losses can be avoided only with a more eficient production planning, not resulting in additional investments in production processes. This study aimed at evaluating the performance of the Benders decomposition method, applied to the manufacturer and distributor pallet loading models. The manufacturer pallet loading model involves packing equal boxes on a pallet, so as to optimize its use. The distributor pallet loading model involves packing boxes of diferent sizes on a pallet, also a way to optimize its use. The approach based on Benders decomposition, defines a relaxation algorithm that partitions the original problem in two other problems easier to be solved. To check the effectiveness of the approach, computational tests were carried out by comparing the results with those obtained by a computational package composed of a modeling language (GAMS) and a last generation optimization solver (CPLEX ). Os problemas de corte e empacotamento são importantes no planejamento da produção de vários segmentos industriais envolvendo objetivos como, por exemplo, minimizar os efeitos negativos gerados por desperdício de materiais ou espaços ociosos. As perdas de material, devido a uma programação pouco adequada dos padrões de corte ou empacotamento, podem ser substanciais, sendo que, em geral, parte destas perdas pode ser evitada apenas com uma programação da produção mais eficiente, não implicando em investimentos adicionais nos processos de produção. O objetivo deste estudo é verificar o desempenho do método de decomposição de Benders aplicado a modelos de carregamento de paletes do produtor e do distribuidor. O problema de carregamento de paletes do produtor envolve empacotar caixas iguais sobre um palete, de maneira a otimizar o aproveitamento deste. O problema de carregamento de paletes do distribuidor envolve empacotar caixas de tamanhos diferentes sobre um palete, também de maneira a otimizar o aproveitamento deste. A abordagem baseada na reformulação de Benders define um algoritmo de relaxação que particiona o problema original em dois outros problemas mais simples de serem resolvidos. Para verificar a eficiência da abordagem, realizaram-se testes computacionais, comparando os resultados obtidos com os obtidos pelo pacote computacional composto de uma linguagem de modelagem (GAMS) e um software de otimização de última geração (CPLEX).

O planejamento de operações de lavra em minas a céu aberto constitui um problema de grande relevância prática, pois o controle da produção tem impactos em diversos indicadores considerados críticos para a atividade. Como principais objetivos do plano de lavra podem-se citar o atendimento de metas de produção, de qualidade do ROM (run-of-mine) e da relação estéril-minério. Além disso, busca-se também a minimização dos custos com a utilização dos equipamentos de carga e transporte disponíveis, a formação da cava ótima, a manutenção de condições de segurança e estabilidade dos taludes. Do ponto de vista teórico, o problema é considerado de difícil solução por técnicasde otimização e, por este motivo, tem atraído o interesse de diversos pesquisadores há aproximadamente 50 anos. Ao longo desse tempo, foram desenvolvidos modelos ainda hoje considerados de extrema importância e que, em muitos casos, foram incorporados aos softwares utilizados pelos gestores de produção, como o algoritmo de Lerchs-Grossmann. Porém, grande parte desses modelos possui natureza combinatória e um elevado número de variáveis inteiras. Tais características podem limitar ou até impedir a obtenção da soluçãoótima em instâncias reais, pela necessidade de um tempo computacional elevado para a resolução do problema. Como alternativa, o uso de heurísticas, de programação dinâmica e até da teoria de controle tem auxiliado o desenvolvimento de algoritmos mais rápidos ecom maior grau de representação da realidade. O presente trabalho apresenta novos modelos para auxílio ao planejamento da produção, úteis especialmente para previsões de médio e longo prazo, mas que consideram também fatores operacionais, como os custos de deslocamentos dos equipamentos de carga. Dois modelos on-line, que aproveitam informações atualizadas de localização dos equipamentos de carga e de alguns dados de produção, são aliados a algoritmos de otimização seqüencial, com a finalidade de reduzir o número de variáveis e de dados do problema real. Os testes, realizados com instâncias hipotéticas, verificam a coerência dos métodos propostos e mostram que bons resultados podem ser obtidos em tempo computacional considerado aceitável para aplicações práticas. The planning of ore exploitation operations in open pit mines represents an extremely relevant and practical problem due to the fact that production control impacts diverse indicators that are considered critical for the activity. The principal objectives of a ore exploitation plan are meeting production goals, the quality of the ROM (run-of-mine),and stripping ratio. In addition to these objectives, it is also important to minimize costs by using equipment available for transportation, forming optimal pits, maintaining safe conditions, and stabilizing the slopes. From a theoretic point of view, the problem is considered difficult to solve by optimization techniques, and has therefore attracted the interest of many researchers over the last approximately 50 years. During this time,models that are still given extreme importance have been developed and in many cases these models have been incorporated into software used by production administrators, as is the case of the Lerchs-Grossmann algorithm. Many of these models however have a combinatorial nature and a great number of integer variables. Such characteristics can limit or even impede finding the optimal solution in real instances because of the amount of computational time needed to solve the problem. As an alternative, the use of heuristics, dynamic programming, and even control theory have helped to develop more quickly and realistic algorithms. This work presents new models to aid in production planning, especially useful for mid- and long-term forecasting, but that also consider operational factors such as the cost of moving loading equipment. Two on-line models that take advantage of updated location information and some production data are tied to sequential optimization algorithms in order to reduce the number of variables and the quantity of data in the real problem. The tests, which use hypothetical instances, verify the coherence of the proposed methods and they show that high-quality results can be obtained in an amount of time considered acceptable for real-life problems.

Submitted by Guilherme Lemeszenski (guilherme@nead.unesp.br) on 2013-08-22T18:58:59Z No. of bitstreams: 1 S0103-65132008000100006.pdf: 731314 bytes, checksum: 79728a3582b49a36ace1d60faddf5422 (MD5) Made available in DSpace on 2013-08-22T18:58:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 S0103-65132008000100006.pdf: 731314 bytes, checksum: 79728a3582b49a36ace1d60faddf5422 (MD5) Previous issue date: 2008-01-01 Made available in DSpace on 2013-09-30T19:55:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 S0103-65132008000100006.pdf: 731314 bytes, checksum: 79728a3582b49a36ace1d60faddf5422 (MD5) S0103-65132008000100006.pdf.txt: 54772 bytes, checksum: 8ebd34584e2baa944b9dd4696c9e7e93 (MD5) Previous issue date: 2008-01-01 Submitted by Vitor Silverio Rodrigues (vitorsrodrigues@reitoria.unesp.br) on 2014-05-20T15:14:24Z No. of bitstreams: 2 S0103-65132008000100006.pdf: 731314 bytes, checksum: 79728a3582b49a36ace1d60faddf5422 (MD5) S0103-65132008000100006.pdf.txt: 54772 bytes, checksum: 8ebd34584e2baa944b9dd4696c9e7e93 (MD5) Made available in DSpace on 2014-05-20T15:14:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 S0103-65132008000100006.pdf: 731314 bytes, checksum: 79728a3582b49a36ace1d60faddf5422 (MD5) S0103-65132008000100006.pdf.txt: 54772 bytes, checksum: 8ebd34584e2baa944b9dd4696c9e7e93 (MD5) Previous issue date: 2008-01-01 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Neste artigo propomos um modelo de otimização inteira mista para o problema de dimensionamento e seqüenciamento dos lotes de produção em fábricas de refrigerantes de pequeno porte, com tempos e custos de set up de produção dependentes do seqüenciamento dos lotes. O modelo considera o estágio de envase como sendo o gargalo da produção da planta, o que é comum em fábricas de pequeno porte com uma única linha de envase, e restrições de lote mínimo do estágio de xaroparia. Variações da heurística relax and fix são propostas e comparadas na solução de exemplares do modelo, gerados com dados reais de uma fábrica localizada no interior do Estado de São Paulo. Os resultados mostram que as abordagens são capazes de gerar soluções melhores do que as utilizadas pela empresa. In this paper we propose a mixed integer programming model to the lot sizing and sequencing problem of a soft drink plant with sequence-dependent set up costs and times. The model considers that the bottling stage is the production bottleneck, which is common in small plants with only one production line, and minimum lot size constrains of the syrup stage. Variations of the relax and fix heuristic are proposed and compared. A computational study with instances generated based on real data from a plant situated in the State of São Paulo-Brazil is also presented. The results show that the approaches are capable to produce better solutions than the ones from the company. UFSCar UNESP UNESP

Este trabalho é dedicado ao estudo e desenvolvimento de algoritmos para o planeamento da tricotagem de uma empresa multinacional do ramo têxtil, que se dedica à produção de artigos de malha fina. Esta empresa contém quatro secções produtivas, que se encontram divididas da seguinte forma: tricotagem, montagem, tinturaria e acabamento. O trabalho que aqui se apresenta está relacionado com a secção de tricotagem, a qual se encontra ainda dividida em três subsecções. Embora nesta secção sejam produzidos todos os componentes principais de um artigo final, nesta fase do trabalho apenas se considera a subsecção em>cotton, onde são produzidas as partes de corpos do artigo final. A principal razão pela qual se iniciou por esta subsecção está relacionada com o facto de esta ter capacidades muito apertadas, requerendo um planeamento rigoroso e eficiente. Com este trabalho pretende-se resolver de uma forma integrada dois problemas da secção de tricotagem cotton: (1) o de dimensionamento de lotes e (2) o de sequenciamento desses lotes em vários conjuntos de máquinas. Numa solução para o problema as quantidades totais a produzir por artigo/componente/tamanho são divididas em vários lotes de menor dimensão, faz-se a afectação desses lotes às máquinas e determina-se a ordem (sequência) segundo a qual estes devem ser produzidos. Cada lote pode ser produzido de forma independente em qualquer altura, num (sub)conjunto de máquinas adequadas à sua produção. Este problema caracteriza-se pela existência de: vários conjuntos de máquinas paralelas idênticas; procuras arbitrárias e datas de entrega associadas a artigos finais; uma matriz de compatibilidade entre máquinas e artigos/componentes/tamanhos; datas de disponibilidade de máquinas; tempos de preparação dependentes da sequência e tempos de produção unitários. Os objectivos a atingir são: (1) a minimização do atraso total e (2) a minimização do desvio entre os instantes de conclusão dos vários componentes que pertencem ao mesmo artigo. Propõe-se um modelo de programação inteira mista para este problema, que considera todos os aspectos acima referidos. Dada a dimensão e complexidade do modelo não se obtêm facilmente soluções exactas para o mesmo. Assim, propõe-se uma heurística que consiste na resolução iterativa de problemas de fluxo de custo mínimo e no sequenciamento de diferentes conjuntos de componentes.

Este trabalho trata o problema de tamanho de lote econômico capacitado. Esta classe de problemas é abordada no caso específico dos sistemas produtivos em que os custos e tempos de preparação da máquina podem ser aproveitados em períodos consecutivos e que a produção não entre imediatamente em ritmo após seu início. O tipo de instalação abordada possui máquinas paralelas com única operação e vários produtos. Os custos, as demandas e capacidades são dinâmicos e o tempo é tratado como discreto. Este estudo é justificado pela freqüência deste tipo de problema e pelo impacto de um bom planejamento no resultado operacional. Como exemplo temos as indústrias de conformação mecânica (forjarias e estamparias), fundição sob-pressão e injeção de plástico. Nestes casos temos produtos fortemente associados a commodities, com valor agregado relativamente baixo, onde o custo de estoque impacta fortemente no resultado operacional. É freqüente também nestas indústrias o elevado custo imobilizado em máquinas e ferramentas onde a racionalização do plano de produção afeta fortemente o custo fixo operacional. A principal contribuição deste trabalho é a forma de se tratar o caso da precedência em ambientes com tempo discreto onde mais de um produto é produzido por período. O trabalho está organizado da seguinte forma: Inicialmente é feita uma introdução para possibilitar a contextualização do problema abordado no ambiente corporativo. No primeiro capítulo é feita uma revisão bibliográfica sobre os principais trabalhos encontrados que abordam o tema. No segundo capítulo é apresentado o problema da indústria automotiva de fundição sob-pressão de alumínio e desenvolvido o modelo que trata todas as particularidades observadas neste problema. O terceiro capítulo mostra o desempenho obtido na resolução de instâncias reais e de instâncias adaptadas das encontradas na literatura. No quarto capítulo é apresentada uma proposta de heurística construtiva para o problema. E no final é feita uma conclusão do trabalho. This work deal with the economic capacitated lot-sizing problem. It is focused on the problems that has setup times and costs with production ramp-up. The type of industry studied has parallel uni-mode machines in a multi-product dynamic demand. The costs and capacity are dynamic and time discrete. This effort is justified by the frequency of this type of problem and the impact of the production plan on the gross margin. This case can be found on material conforming industries, high-pressure die casting and injection mold facilities. In these cases the costs are mostly associated to commodities, in a lower added value situation were storage costs strongly affects the overall costs. Also in this type of industry the capital invested on machinery, installations and tooling demand a great share of the total costs. The main contribution of this work is the development of a method to treat the precedence factor when more the one product is produced on the same time period. This dissertation is organized as follows: Initially it is presented an introduction focusing the application this work on the corporate context. On the first chapter is presented a literature research around the main authors that have publish about Lot-Sizing. The second chapter the main problem of this dissertation is presented and a model is developed to treat this problem. On the third chapter the model performance is analyzed on real world instances and other ones developed based on the literature. The fourth chapter is presented a constructive heuristics approach to the problem. And at the end this work is concluded.