Tese de Doutorado

With the growing competitiveness in the market, industries are seeking ways to differentiate themselves and reduce production costs to increase profits. This has led many researchers to focus on studying integrated problems, as various aspects within an industrial setting are interconnected and can impact the overall production costs. This research specifically studies an integrated problem of cutting stock and permutation flow shop scheduling with sequence-dependent setup times found in the automotive industry as it is an unexplored area. The cutting stock process is responsible for providing the items required in production. Only when items are available, the flow shop production can be initiated. Besides that, there are sequence-dependent setup times between jobs to be processed on machines. Studying the integrated problem may improve the efficiency of the whole process. This thesis provides an understanding of the problem and its relevance in practical scenarios. A mixed integer linear programming is proposed as well as exact and heuristic resolution methods. For computational experiments, some instances were generated and the proposed methods were compared with one another. Results showed that the proposed exact method yielded quality solutions for small instances and the usage of a method to provide a good feasible initial solution may enhance the results. Furthermore, the proposed heuristic method based on the Adaptive Large Neighborhood Search (ALNS) algorithm outperformed the other tested methods, validating its quality and efficiency

Com a competitividade de mercado, as indústrias têm procurado meios para se destacar, além de pesquisar por estratégias para reduzir os custos de produção contribuindo, assim, para um aumento do retorno financeiro. Com isso, o estudo de problemas integrados tem aumentado na literatura, visto que, em um ambiente fabril, diferentes setores estão interligados e influenciam diretamente no custo e tempo de entrega do produto final. Nesta pesquisa, é estudado o problema integrado de corte de estoque e flow shop com tempos de setup dependentes da sequência que aparece em uma fábrica de chassi de automóveis. Trata-se de um problema ainda não explorado na literatura. O processo de corte é responsável por fornecer os itens demandados para produção. Apenas quando estes itens estão disponíveis é que a produção pode iniciar. Além disso, para a execução das tarefas nas máquinas, existe um tempo de setup dependente da sequência. O estudo da integração das áreas dentro de uma fábrica permite encontrar uma solução comum capaz de melhorar a eficiência de todo o processo. Nesta tese, é estudado o problema e sua relevância em cenários práticos. Uma formulação linear inteira mista é proposta para o problema, assim como métodos exatos e heurísticos de resolução. Para os testes computacionais, algumas instâncias foram geradas e os métodos propostos foram comparados entre eles. Os resultados mostraram que o método exato proposto obteve soluções de qualidade para instâncias pequenas e que o uso de um método capaz de gerar uma boa solução inicial factível auxilia na melhora da qualidade dos resultados. Além disso, o método heurísticos proposto com base no algoritmo Adaptive Large Neighborhood Search (ALNS) obteve melhores resultados, quando comparado aos outros métodos testados, validando sua qualidade e eficiência.