Otimização da programação da produção de bebidas à base de frutas por meio de modelos de programação inteira mista

Abstract

ResumoNeste estudo, considera-se um problema de dimensionamento e programação de lotes de produção de bebidas não alcoólicas à base de frutas. O problema é caracterizado por horizonte de planejamento com múltiplos períodos, processo de produção com máquinas distintas, restrições de capacidades de produção e tempos de preparação das máquinas independentes da sequência de produção, além de condições especiais de preparações, como limpezas obrigatórias das máquinas dentro de limitações de tempo de produção. Para tratar o problema, propõe-se uma abordagem de solução baseada em modelos de programação matemática e uso de softwares de otimização. Os modelos são modificações de modelos de programação linear inteira mista conhecidos na literatura de dimensionamento e programação de lotes de produção. Porém, ao invés de considerar múltiplas máquinas em paralelo, os modelos propostos exploram outras possíveis configurações de máquinas para representar apropriadamente os processos de produção envolvidos na produção de bebidas à base de frutas. A abordagem proposta é validada por meio de um estudo realizado em uma fábrica de sucos e néctares de frutas no interior do Estado de São Paulo, em que as soluções obtidas pelos modelos foram testadas e analisadas em situações realistas da empresa. Os resultados mostram que a abordagem tem bom potencial de aplicação prática. Palavras-chave: Indústria de bebidas não alcoólicas; Planejamento da produção; Programação inteira mista; Dimensionamento de lotes. AbstractThis study considers a production lot-sizing and scheduling problem of non-alcoholic fruit juice beverages. The problem is characterized by a multi-period planning horizon, a production process with different machines, capacity constraints and setup times independent from the production sequence, as well as special conditions regarding required machines clean-in-place (CIP) within production time periods. To deal with this problem, we propose a solution approach based on mathematical programming and using optimization software. The models are modifications of mixed integer programming models known in the lot sizing and scheduling literature. However, instead of considering multiple parallel machines, the proposed models explore other possible configurations of machines to properly represent the production processes involved in producing fruit beverages. The proposed approach is validated by a study carried out in a fruit juice company located in the interior of Sao Paulo State, Brazil, in which the solutions obtained by the models were tested and analyzed in real situations at the company. The results show that the approach is potentially good for practical applications.

Otimização do estoque de uma fábrica de bebidas não alcoólicas em Python

“…Com o notável crescimento da produção de bebidas não alcoólicas no Brasil nos últimos anos torna-se necessária a existência de maneiras mais eficientes de organização da produção e maior eficiência do cronograma de funcionamento de maquinários, aumentando a produtividade das indústrias (PAGLIARUSSI; MORABITO;SANTOS, 2016). O crescimento do número de fábricas de pequeno e médio porte levou a uma maior concorrência e crescente exigência de qualidade na categoria.…”

A heuristic approach to optimize the production scheduling of fruit-based beverages

“…Further details of this production process are presented in Section 2. Some examples of studies on fruit-based beverage production scheduling appear in Pagliarussi et al (2017), but only consider the second stage of production in modeling. To solve the problem, the authors propose models based on the Capacitated Lot Sizing Problem (CLSP) (Drexl & Kimms, 1997) and the General Lot Sizing Scheduling Problem (GLSP) (Fleischmann & Meyr, 1997) that consider discretized time.…”