Abordagens para o problema de dimensionamento de lotes multiestágio em uma empresa fabricante de peças especiais em borrachas, termoplásticos e poliuretano - Bigoloti, Paula Renata Monteiro [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021)
Esta pesquisa aborda o problema multiestágio de dimensionamento de lotes de produção encontrado em uma empresa fabricante de peças especiais de borracha, termoplásticos e poliuretano, onde todas as peças comercializadas são vulcanizadas. A empresa estudada está localizada no interior do estado de São Paulo, atua há aproximadamente 15 anos no mercado, e possui uma única linha de produção, cujos produtos passam por diversas atividades sequenciais durante o processo produtivo: carregamento do molde, prensa (vulcanização e cura), descarregamento do molde, rebarba, estufa (pós cura) e higienização. Analisando cuidadosamente cada atividade durante o processo de elaboração do plano de produção, notouse que algumas atividades poderiam ser agrupadas, sem perda de informações e detalhamento, em dois estágios sequenciais distintos. O primeiro estágio é composto pela etapa de prensa (vulcanização e cura). No segundo estágio está a atividade de estufa (pós-cura). O segundo estágio inicia apenas se o produto tiver finalizado todas as atividades que compõem o primeiro estágio; logo, para a elaboração de um plano de produção exequível, ambos os estágios precisam ser considerados simultaneamente. Portanto, esta dissertação propõe um modelo matemático para o problema de dimensionamento de lotes encontrado na empresa representando os dois estágios de maneira integrada, cuja modelagem de ambos os estágios foi inspirada no CLSP (Capacitated Lot Sizing Problem – Problema de Dimensionamento de Lotes com Limitações de Capacidade). Para o segundo estágio, em decorrência da necessidade de um maior detalhamento na elaboração do plano de produção, adotou-se a representação utilizando a abordagem de subperíodos, inspirada em modelos do tipo GLSP (General Lot Sizing and Scheduling Problem - Problema Geral de Dimensionamento e Sequenciamento de Lotes, foi utilizada). A resolução do modelo matemático proposto fornece um plano de produção factível. O modelo matemático é resolvido utilizando o solver CPLEX versão 12.8. Na elaboração do modelo, para esta empresa (estudo de caso) foram considerados 74 itens e 20 períodos, com demanda específica para cada período, e, ainda, foram considerados 16 subperíodos a cada período do horizonte de planejamento. De acordo com os experimentos realizados em um exemplo (fictício) e testes posteriores utilizando dados reais da empresa estudo de caso, o problema se resolve satisfatoriamente, obtendo planos de produção melhores em relação aos executados pela empresa, especialmente quando analisado o objetivo de redução de custos.

This research approaches the multi-stage lot-sizing problem found in a manufacturing company of special rubberized, thermoplastic, and polyurethane pieces in which all the commercialized pieces are vulcanized. The analyzed company is located in the countryside of São Paulo state, has been working in the field for approximately 15 years, and it has an unique production line which its products undergo a variety of sequential activities during their production process: mold loading, press (vulcanizing and curing), mold unloading, deburring, heater (post curing), and hygienization. Carefully analyzing each activity during the process of elaborating the production plan, it was observed that some activities could be grouped without any detail and information loss, and in two different sequential stages. The first one is composed by the press stage (vulcanizing and curing). The second stage is the heater (post curing). The second stage only begins if the product has gone through all the activities that compose the first stage; thus, for the elaboration of an executable production plan, both stages need to be considered simultaneously. Therefore, this dissertation proposes a mathematical model to the lot-sizing problem found in the manufacturing company representing the two stages in an integrated manner which was inspired by the CLSP (Capacitated Lot Sizing Problem). For the second stage, however, in consequence of the need for a bigger detailing on the elaboration of production planning, it was adopted the representation using the approach of subperiods inspired by GLSP models (General Lot Sizing and Scheduling Problem), which were used. The resolution for the proposed mathematical model provides a feasible production planning. The mathematical model is solved using the 12.8 version CPLEX solver. In elaborating the model for this manufacturing company (case study) it was considered 74 items and 20 periods with a specific demand for each production period, and also considered 16 subperiods to each period of the planning horizon. According to the executed experiments in a (fictitious) example and in subsequent tests using real data from the case study company, the problem is satisfactorily solved obtaining better production planning in relation to those carried out by the company, especially when the analyzed goal is cost reduction.
Approaches for the multi-stage lot-sizing problem found in a manufacturing company of special rubberized, thermoplastic, and polyurethane pieces
Keywords: PCP; Problemas de dimensionamento de lotes; Otimização; Indústria de peças de borrachas, termoplásticos e poliuretano; Lot-sizing problems; Optimization; Manufacturing company of rubberized, thermoplastic and polyurethane pieces