Construção de algoritmos de otimização para o planejamento do deslocamento de bobinas em uma fábrica de tubos flexíveis

dc.creatorLetícia Diniz da Cruz
dc.date.accessioned2024-08-09T18:10:32Z
dc.date.accessioned2025-09-09T00:51:19Z
dc.date.available2024-08-09T18:10:32Z
dc.date.issued2024-06-05
dc.description.abstractIn a flexible pipe factory, due to a series of restrictions related to product delivery dates, machine allocation, physical limitations of equipment and available space, it is necessary to plan how pipes in production should move between the machines responsible for construction of each layer of flexible pipes. The layers are defined according to customer specifications and for this reason there is no single continuous production line. To ensure operational efficiency, it is necessary that all stages of the production process are carried out with minimum delay, maximum advance and reduced use of resources. The displacement of flexible pipes is carried out by moving the reels that contain them and, for this reason, in this work two optimization strategies are proposed for planning the movement of reels. The first is aimed at daily factory planning, using algorithms based on meta-heuristics and mathematical models and with less rigid execution time restrictions. The second is intended for real-time replanning after unforeseen events and was designed based on local search heuristics that should be able to find good quality solutions in low computational time. Multiple heuristics were developed for each strategy, but all heuristics, both for planning and replanning, consider the same restrictions, objective functions and planning horizon, differing only by the available execution time. The proposed algorithms were tested in real instances of an industrial plant currently in operation and are capable of finding results in accordance with the factory's expectations in up to four hours for planning and in up to five minutes for replanning. Among the proposed heuristics, the one that achieved the best results for the planning problem was developed from the VNS meta-heuristic and for replanning, a deterministic local search heuristic.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/73610
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
dc.subjectHeurística
dc.subjectOtimização combinatória
dc.subjectPlanejamento da produção
dc.subjectProgramação linear
dc.subject.otherBusca local
dc.subject.otherHeurísticas
dc.subject.otherOtimização combinatória
dc.subject.otherPlanejamento da produção
dc.subject.otherProgramação linear inteira
dc.titleConstrução de algoritmos de otimização para o planejamento do deslocamento de bobinas em uma fábrica de tubos flexíveis
dc.title.alternativeConstruction of optimization algorithms for planning reel displacement in a flexible pipe factory
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Eduardo Gontijo Carrano
local.contributor.advisor1Ricardo Hiroshi Caldeira Takahashi
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4947186824317781
local.contributor.referee1Luiz Satoru Ochi
local.contributor.referee1Marcone Jamilson Freitas Souza
local.contributor.referee1Martín Gómez Ravetti
local.contributor.referee1Lucas de Souza Batista
local.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/0751209439810403
local.description.resumoEm uma fábrica de tubos flexíveis, em função de uma série de restrições relacionadas às datas de entrega dos produtos, alocação das máquinas, limitações físicas dos equipamentos e espaço disponível, é necessário planejar como os tubos em produção devem se deslocar entre as máquinas responsáveis pela construção de cada camada dos tubos flexíveis. As camadas são definidas de acordo com a especificação dos clientes e por essa razão não existe uma única linha de produção contínua. Para garantir a eficiência operacional, é necessário que todas as etapas do processo produtivo sejam executadas com atraso mínimo, adiantamento máximo e redução do uso de recursos. O deslocamento dos tubos flexíveis é realizado a partir da movimentação de bobinas que os contém e, por essa razão, neste trabalho são propostas duas estratégias de otimização para planejamento do deslocamento de bobinas. A primeira é voltada ao planejamento diário da fábrica, com uso de algoritmos baseados em meta-heurísticas e modelos matemáticos e com restrições de tempo de execução menos rígidas. A segunda é destinada ao replanejamento em tempo real após imprevistos e foi concebida a partir de heurísticas de busca local que devem ser capazes de encontrar soluções de boa qualidade em baixo tempo computacional. Foram desenvolvidas múltiplas heurísticas para cada estratégia, mas todas as heurísticas, tanto para planejamento quanto para replanejamento, consideram as mesmas restrições, funções objetivo e horizonte de planejamento, se diferenciando apenas pelo tempo de execução disponível. Os algoritmos propostos foram testados em instâncias reais de uma planta industrial atualmente em operação e são capazes de encontrar resultados de acordo com a expectativa da fábrica em até quatro horas para planejamento e em até cinco minutos para replanejamento. Entre as heurísticas propostas, a que alcançou melhor resultado para o problema de planejamento foi desenvolvida a partir da meta-heurística VNS e para o replanejamento, uma heurística de busca local determinística.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

Arquivos

Pacote original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
Construção de algoritmos de otimização para o planejamento do deslocamento de bobinas em uma fábrica de tubos flexíveis.pdf
Tamanho:
2.72 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format

Licença do pacote

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
license.txt
Tamanho:
2.07 KB
Formato:
Plain Text
Descrição: