Integrações do problema de corte de estoque com aspectos operacionais: scheduling, ciclos de serra e modos alternativos de manufatura

Abstract

O problema de corte de estoque (PCE) apresenta importância reconhecida e crescente, tanto no meio acadêmico, como industrial. Por estar tipicamente imerso em processos produtivos, diversas características operacionais peculiares podem ser verificadas em diferentes sistemas de produção. Esta tese propõe-se a contribuir no estudo de três características operacionais e suas integrações com processos de corte unidimensionais, motivada por problemas reais observados em diferentes indústrias: (i) o problema de minimização de atraso dos itens a serem cortados; (ii) o problema de minimização de ciclos de serra; (iii) e o problema de minimização de custos com modos alternativos de produção. Para cada um dos problemas foram apresentadas a motivação real de estudo, associada a uma indústria particular, uma revisão de literatura específica para o problema, uma proposta de formulação matemática e um método de solução utilizando geração de colunas, com seu respectivo subproblema e, por fim, resultados computacionais. Os experimentos foram realizados com instâncias ilustrativas que mostram os ganhos potenciais da abordagem integrada; instâncias reais, para reforçar a relevância do problema; e, também, em um conjunto de instâncias geradas aleatoriamente para explorar o impacto dos parâmetros nos resultados obtidos.

The cutting stock problem (CSP) presents renown and crescent relevance, either on research field, or on industry. Once they are typically embedded on productive processes, several operational features can be noticed on different production systems. This thesis contributes on the study of three operational features and their integration with one-dimensional cutting processes, motivated by real problem observed in different industries: (i) the problem of minimizing tardiness of items to be cut, (ii) the problem of minimizing saw cycles, and (iii) the problem of minimizing costs with multiple manufacturing modes. For each of those problems, it has been presented a real motivation for the study (associated to a particular factory), a literature review for the specific problem, a proposition of mathematical formulation and solution method, using column generation, with its respective subproblem, and computational results. Experiments were proposed for illustrative instances, that show the relevance of the integrated approach, real instances, to strengthen the problem relevance, and for random generated instances, to explore the impact of parameters on the results.