Modelos de programação linear inteira mista para o planeamento da produção de uma empresa de tintas

Dissertação apresentada ao Departamento de Estatística e Investigação Operacional da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Investigação Operacional.Os Problemas de Sequenciamento ocorrem num grande leque de indústrias, incluindo as de engenharia química. A produção em lotes (batch production) é, desde há muito, o procedimento adoptado na manufactura de diversos tipos de produtos químicos, em particular naqueles em que a produção é feita em pequenas quantidades e para a qual os padrões de procura estão sempre a variar. Nesta tese é estudado o Problema de Planeamento e Sequenciamento de tarefas numa planta multi-uso/multi-produto, com o objectivo de conseguir encontrar soluções para um problema real de produção de tintas numa determinada empresa. É usado o procedimento de produção em lotes, uma vez que a tinta, dadas as suas características, não pode ser produzida através de um processo contínuo. Numa primeira fase, é construído um modelo de planeamento da produção que consiste em fazer a afectação de produtos a máquinas, de modo a satisfazer os pedidos diários dos clientes, sempre com o objectivo principal de minimizar ao máximo as encomendas entregues com atraso, sendo o objectivo secundário a minimização das quantidades enviadas para stock. O modelo de planeamento é modelado em programação linear inteira mista, onde as variáveis inteiras servem para indicar os lotes de produtos que são produzidos, assim como em que máquina. De seguida, perante a solução obtida através do planeamento, o modelo de sequenciamento das tarefas pretende encontrar uma ordem de produção para um horizonte temporal de um dia. Foi também utilizado um modelo de programação linear inteira com variáveis binárias apenas, onde estas servem para indicar o início das tarefas. Numa fase posterior, depois de efectuados alguns testes aos modelos com instâncias reais do problema de diferentes dimensões, houve necessidade de proceder a algumas modificações nas instâncias e/ou nos modelos de forma a conseguir encontrar uma solução considerada “boa” para a empresa. Resultados numéricos extensivos dos problemas descritos anteriormente são apresentados para todas as variantes desenvolvidas durante o trabalho, para ilustrar as performances das modificações introduzidas nos modelos propostos. Conseguem obter-se soluções razoáveis quando se diminui a carga de produção no modelo de planeamento, tendo-se como consequência um ganho em termos de tempo para fazer o sequenciamento. Minimizar o tempo total de ocupação das máquinas no modelo de sequenciamento revelou-se eficiente, em conjugação com o critério anterior, mas existe uma grande limitação na passagem do modelo de planeamento para o de sequenciamento, que consiste na afectação prévia dos produtos às máquinas de um modelo para o outro. Introduzir alterações no modelo de planeamento, na recolha de dados e eventualmente no esquema de trabalho da referida empresa, podem ser caminhos a seguir na tentativa de encontrar o óptimo.Fundo Social Europeu - Programa PRODEP II