Formulações e heurísticas para o problema integrado de dimensionamento de lotes e de empacotamento de produtos
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Marcone Jamilson Feitas Souza
Thiago Augusto de Oliveira Silva
Alexandre Xavier Martins
Ricardo Saraiva de Camargo
Thiago Augusto de Oliveira Silva
Alexandre Xavier Martins
Ricardo Saraiva de Camargo
Resumo
No Problema Integrado de Dimensionamento de Lotes e Empacotamento de Produtos, as
decisões relativas ao problema de Dimensionamento de Lotes para o reabastecimento de
cada produto com as decisões de Empacotamento para atender aos pedidos dos clientes
realizam-se de maneira integrada. Um pedido de um cliente pode ser composto por
diferentes quantidades de produtos que devem ser entregues em um mesmo bin em até, no
máximo, um determinado período. Pode-se entregar os pedidos antecipadamente caso seja
vantajoso em termos de custos. Assume-se um conjunto suficientemente grande de bins
homogêneos disponíveis em cada período capaz de atender a todos os pedidos do horizonte
de planejamento, caso necessário. Os custos envolvidos são os custos fixos de compra, custos
de manutenção de estoque e o custo de usar um bin em um determinado período. Todos
os custos podem variar ao longo do horizonte de planejamento e o objetivo é minimizar
o custo total. São propostas formulações por Programação Linear Inteira (PLI) e uma
relaxação combinatória na qual não é mais necessário determinar o bin específico em que
cada pedido é inserido. Neste caso, calcula-se a demanda de empacotamento agregada por
período. São propostas, também, heurísticas usando diferentes estratégias para conectar o
problema de Dimensionamento de Lotes e o problema de Empacotamento. Experimentos
computacionais em instâncias com diferentes configurações permitiram concluir que os
métodos heurísticos propostos são formas eficientes de obter bons gaps de otimalidade em
tempos computacionais reduzidos.
Abstract
In the Integrated Uncapacitated Lot Sizing and Bin Packing problem we have to couple
lot sizing decisions of replenishment from single products suppliers with bin packing
decisions in the delivering of client orders. A client order is composed by quantities of each
product, and the quantities of such order must be delivered all together no later than a
given period. The quantities of an order must all be packed in a same bin, and may be
delivered in advance if its advantageous in terms of costs. We assume a large enough set
of homogeneous bins available at each period. The costs involved are setup and inventory
holding costs and the cost to use a bin as well. All costs are variable in the planing horizon,
and the objective is to minimize the total cost incurred. We propose mixed integer linear
programming formulations, and a combinatorial relaxation where it is no longer necessary
to keep track of the specific bin where each order is packed. An aggregate delivering
capacity is computed instead. We also propose heuristics using different strategies to
couple the lot sizing and the bin packing subproblems. Computational experiments on
instances with different configurations show that the proposed methods are efficient ways
to obtain small optimality gaps in reduced computational times.
Assunto
Engenharia de produção, Heurística
Palavras-chave
Problemas integrados de produção e entrega, Dimensionamento de lotes, Empacotamento de produtos, Heurísticas