Problema de dimensionamento de lotes de tamanho fixo com múltiplas plantas e múltiplos produtos, com troca de lotes entre plantas e transporte para clientes
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Fixed lot size problem with multiple plants and multiple products, with lot exchange between plants and transportation to customers
Primeiro orientador
Membros da banca
Fatima Machado de Souza Lima
Luiza Bernardes Real
Gilberto de Miranda Júnior
Eli Angela Vitor Toso
Luiza Bernardes Real
Gilberto de Miranda Júnior
Eli Angela Vitor Toso
Resumo
O Problema de Dimensionamento de Lotes de Múltiplas Plantas e Múltiplos Itens com
Transferência e Transporte aos Clientes (MPFSL-CLSP-Transp.) considera a produção
em lotes de tamanho pré-determinado (batch size) e a possibilidade de transferência de
estoque entre plantas, além do transporte para os clientes. O problema consiste em determinar
o número de lotes a serem produzidos de cada item em diferentes períodos e plantas,
minimizando a soma dos custos de produção, estocagem, transporte, transferências entre
plantas e eventuais atrasos no atendimento ao cliente, sem exceder a capacidade dos recursos
disponíveis. Tradicionalmente, uma estratégia sequencial de resolução é empregada,
onde as decisões hierárquicas são tomadas sequencialmente, resultando em soluções de
baixa eficiência e custos elevados. Este trabalho propõe um modelo integrado que otimiza
simultaneamente todas essas decisões, superando as limitações dos modelos sequenciais
tradicionais. Para avaliar o impacto da transferência entre plantas, foram desenvolvidos
dois modelos: um completo com transferências e outro restrito sem transferências,
permitindo quantificar a contribuição dessa funcionalidade na redução dos custos operacionais.
Os experimentos computacionais realizados com 24 instâncias representativas
demonstraram a superioridade da metodologia integrada proposta, que apresentou melhor
desempenho em 100% das instâncias com transferência e 96% sem transferência. O modelo
integrado alcançou economia de 7,63% nos custos operacionais totais quando comparado
ao modelo sequencial com transferência, e 4,39% sem transferência, além de melhorar
significativamente a qualidade de serviço, atingindo taxa de atendimento de 99,71%. A
análise comparativa revelou que a capacidade de transferência entre plantas não apenas
elimina casos problemáticos, mas também amplifica os benefícios econômicos em 74%,
validando a importância da flexibilidade operacional para maximização dos ganhos em
contextos industriais complexos.
Abstract
The Multi-Plant, Multi-Item Lot Sizing Problem with Inter-plant Transfers and Customer
Transportation (MPFSL-CLSP-Transp.) addresses production in predetermined batch sizes
and the possibility of inventory transfers between plants, in addition to transportation
to customers. The problem consists of determining the number of lots to be produced
for each item across different periods and plants, minimizing the sum of production, inventory
holding, transportation, inter-plant transfer costs, and potential customer service
delays, without exceeding available resource capacity constraints. Traditionally, a sequential
resolution strategy is employed, where hierarchical decisions are made sequentially,
resulting in low-efficiency solutions and elevated costs. This research proposes an integrated
model that simultaneously optimizes all these decisions, overcoming the limitations of
traditional sequential models. To evaluate the impact of inter-plant transfers, two models
were developed: a complete model with transfers and a restricted model without transfers,
enabling quantification of this functionality’s contribution to operational cost reduction.
Computational experiments conducted with 24 representative instances demonstrated the
superiority of the proposed integrated methodology, which exhibited superior performance
in 100% of instances with transfers and 96% without transfers. The integrated model
achieved 7.63% savings in total operational costs compared to the sequential model with
transfers, and 4.39% without transfers, while significantly improving service quality, reaching
a 99.71% service level. Comparative analysis revealed that inter-plant transfer
capability not only eliminates problematic cases but also amplifies economic benefits by
74%, validating the importance of operational flexibility for maximizing gains in complex
industrial contexts.
Assunto
Engenharia de produção, Desenho (Engenharia) - Dimensionamento, Modelagem de informação da construção
Palavras-chave
Dimensionamento de lotes, Múltiplas plantas, Lotes de tamanho fixo, Otimização integrada, Transferência entre plantas, Cadeia de suprimentos, Programação linear inteira mista
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