Otimização do esquema de corte, dimensionamento de lote e sequenciamento de produção na indústria de nãotecido

Abstract

Resumo: As perdas no processo de produção na indústria de conversão de polímeros termoplásticos é um dos maiores desafios para este negócio. A definição do plano integrado de produção é um fator crucial para a performance deste tipo de indústria. No caso do segmento de não-tecidos, o planejamento de produção representa um grande desafio, com três problemas clássicos de otimização: o problema de dimensionamento de lote, o de sequenciamento de produção e o de corte de estoque. A decisão do tamanho dos lotes e da sequência de produção deve equilibrar as perdas com setup e os custos de inventário, enquanto a decisão no corte de estoque deve assegurar que a configuração de corte dos itens de diferentes dimensões gere a menor quantidade possível de aparas (sobras de material). Este trabalho visa resolver um problema real de planejamento integrado de produção, em uma indústria que é líder global no seguimento de nãotecidos, com uma abordagem ampla e efetiva. Para tanto, é proposto um modelo matemático que trata simultaneamente destas três decisões, bem como, uma heurística de solução (BRKGA-QL) objetivando garantir a exequibilidade do plano integrado, com resultados e tempos de processamentos satisfatórios, para dados reais.

Abstract: Production losses in the thermoplastic polymer industry can reach one third of the total processed volume. The integrated production plan definition is a crucial factor for the performance of this type of industry. In the case of the nonwovens segment, production planning represents a big challenge facing three classic optimization problems: the lot sizing problem, the machine scheduling problem and the cutting stock problem. The decision on the size of the lots and the sequence of production must balance the setup losses and the inventory costs, while the decision on the cut of stock must ensure that the combination of products to be extracted from the nonwoven masteroll generates the least amount possible of leftovers. This work aims to solve a real problem of integrated production planning, in a global leader industry on nonwoven segment, with a wide and effective approach. A mathematical model that simultaneously addresses these three decisions is proposed and a heuristic solution (BRKGA-QL), which guarantees the feasibility of the model, with satisfactory results and processing time, for real data.