Proposta de modelo matemático para a produção e teste de funcionalidade em ambiente de máquinas

Abstract

Resumo: Este trabalho está baseado nos estudos de modelos matemáticos para problemas de dimensionamento e sequenciamento de lotes existentes na literatura. Com base nesses trabalhos foi proposto um modelo matemático envolvendo um ambiente produtivo com máquinas distintas em paralelo em um setor de uma indústria que sincroniza dois estágios do ambiente operacional, ou seja, a produção e o teste de funcionalidade com estoque intermediário. O primeiro estágio consiste num ambiente onde ocorre a produção de itens em várias máquinas paralelas distintas. O segundo é formado por fornos de teste nos quais são simuladas situações climáticas adversas de modo a testar o funcionamento dos itens fabricados.É proposto um modelo matemático para auxílio no processo de gestão das ordens de produção, de modo a determinar em quais máquinas bem como em que ordem os itens serão produzidos no primeiro estágio, de modo a reduzir custos de produção neste estágio, bem como atender ao melhor aproveitamento possível dos fornos de teste, evitando a operação destes contendo espaços ociosos e controlando os estoques intermediários. É importante fazer um sincronismo na linha de produção durante o planejamento da produção, para evitar excessos de estoques e paradas de máquinas, reduzindo assim custos desnecessários. Devido à busca pela minimização de custos, torna-se necessário sempre que possível, utilizar ao máximo a capacidade dos fornos, buscando atender às demandas previstas para o horizonte de planejamento. Para validação do modelo, propõe-se uma aplicação com dados genéricos obtidos de uma empresa fabricante de inversores, o qual é resolvido com uso do software CPLEX e as heurísticas Relax-and-Fix e Fix-and-Optimize. Nos testes realizados a heurística Relax-and-Fix teve um desempenho melhor em cenários onde a quantidade de subproblemas foi maior. O modelo pode ser aplicado em outros ambientes industriais com características similares, como por exemplo, no processo de montagem de um computador ou de um refrigerador, entre outros. Palavras-chaves: Dimensionamento e Sequenciamento de Lotes. Estoques Intermediários. Teste de Funcionalidade.

Abstract: This work is based on the studies of mathematical models for problems of dimensioning and sequencing of lots existing in the literature. Based on these works, a mathematical model involving a productive environment with distinct machines in parallel was proposed in a sector of an industry that synchronizes two stages of the operational environment, that is, the production and the test of functionality with intermediate stock. The first stage consists of an environment where the production of items occurs in several different parallel machines. The second is formed by test furnaces in which adverse weather conditions are simulated in order to test the operation of the manufactured items. A mathematical model is proposed to aid in the process of the management of the production orders, in order to determine in which machines as well as in which order the items will be produced in the first stage, in order to reduce production costs at this stage, as well as to take care of the best possible use of the test furnaces, avoiding the operation of these containing idle spaces and controlling the intermediate stocks. It is important to synchronize the production line during production planning to avoid overstocking and downtime, thus reducing unnecessary costs. Due to the search for cost minimization, it is necessary, whenever possible, to make maximum use of the furnace capacity, in order to meet the demands for the planning horizon. To validate the model, it is proposed an application with generic data obtained from an inverter manufacturer, which is solved using the CPLEX software and the Relax-and-Fix and Fix-and-Optimize heuristics. In the tests performed the Relax-and-Fix heuristic performed better in scenarios where the number of subproblems was greater. The model can be applied in other industrial environments with similar characteristics, for example, in the process of assembling a computer or a refrigerator, among others. Key-words: Lot Sizing and Scheduling. Intermediate Stocks. Functionality Test.