Otimização nos padrões de corte de chapas de fibra de madeira reconstituída: um estudo de caso

Abstract

ResumoFábricas de chapas de fibra de madeira reconstituída (hardboards) transformam eucalipto em chapas retangulares por meio de processos de desagregação, prensagem e secagem. Estas chapas são então cortadas em chapas retangulares menores para atender às demandas de clientes. A programação do processo de corte é uma atividade importante no planejamento e controle da produção dessas empresas devido aos altos custos envolvidos com as perdas do material cortado. Neste artigo apresentamos abordagens para gerar padrões de corte que minimizem as perdas de material, satisfazendo as restrições dos equipamentos de corte e a demanda dos clientes. Propomos um algoritmo baseado em programação dinâmica, que pode ser combinado com simples heurísticas construtivas gulosas ou com o algoritmo primal simplex com geração de colunas. Um estudo de caso foi realizado em uma grande empresa do setor, localizada no interior de São Paulo, cujo processo de corte envolve uma tecnologia com alto nível de automação. Os resultados mostram que as abordagens têm potencial para gerar boas soluções comparadas com as utilizadas pela empresa.Palavras-chave: problemas de corte; programação dinâmica; indústria de hardboard. AbstractHardboard factories transform eucalyptus into rectangular plates by means of processes of disintegration, pressing and drying. These plates are then cut into smaller rectangular plates to satisfy customer demands. The scheduling of the cutting process is an important activity of the production planning and control of these companies due to the high costs related to trim losses. In this paper we present approaches to generate cutting patterns that minimize the waste of material, satisfying the constraints of the cutting equipment and the customer demands. We propose an algorithm based on dynamic programming, which can be combined with simple greedy constructive heuristics or the simplex primal algorithm with column generation. A case study was carried out in a large hardboard company located in Sao Paulo State, whose cutting process involves a technology with high degree of automation. The results show that the approaches have potential to produce good solutions compared to the ones utilized by the company.

Abordagens para otimização integrada dos problemas de geração e seqüenciamento de padrões de corte: caso unidimensional

“…Como cada tipo de item abre uma nova pilha que só é removida quando a demanda do mesmo é totalmente atendida, dependendo da seqüência escolhida para o processamento dos padrões de corte, pode ser preciso que algumas pilhas sejam temporariamente removidas e posteriormente trazidas de volta para serem completadas, o que poderá acarretar em um maior manuseio de materiais, maior dificuldade para administração dos itens e um comprometimento da produção final. O MOSP também aparece em processos industriais com equipamentos de corte com número limitado de estações de descarregamento de itens, como é o caso de certas fábricas de chapas de fibra de madeira reconstituída (Morabito & Garcia, 1998a, 1998bBelluzzo & Morabito, 2005).…”

Design of a Hyperheuristic for Production Scheduling in Job Shop Environments

“…Currently, the use of hyperheuristics in the processes of production scheduling and programming in Job Shop environments has not been widely spread [4]. However, there are some hyperheuristics based on methodologies such as heuristics [5], algorithms [6][7][8][9][10], genetic algorithms [11][12][13][14], intelligent particles [15][16][17][18][19], ant colonies [20], immune systems [21], and others [22][23][24][25][26][27][28].…”

Abordagens para otimização integrada dos problemas de geração e seqüenciamento de padrões de corte

“…Um outro exemplo é o da fábrica de chapas duras Duratex, analisada em Morabito e Garcia (1998) e Belluzzo (2002), que fabrica chapas de fibra de madeira reconstituída. O objetivo do programa de produção do processo de corte é atender à demanda de pedidos de clientes (mercado interno e externo) dentro dos prazos estabelecidos, visando a minimização da perda de material gerada pelo corte dos padrões.…”

“…Por exemplo, no caso do corte de chapas na indústria de chapas de fibra de madeira reconstituída (MORABITO e GARCIA, 1998;BELLUZZO, 2002), no caso de fábrica de móveis (MORABITO e ARENALES, 2000).…”

“…Herz (1972), Dyson e Gregory (1974), Beasley (1985), Madsen (1988), Morabito (1989), Carnieri et al (1994), Fayard e Zissimopoulos (1995), Hifi e Zissimopoulos (1996), Garcia (1996, Yanasse et al (1991), Gramani (1997), Morabito e Garcia (1998), , Morabito e Arenales (1995, Vianna (2000), Belluzzo (2002 Por exemplo, considere um objeto de comprimento L x W = lOOcm x 70cm e oito tipos de itens (/ = 1,2,...,8) de tamanhos /, x w,-= 100x20, 30x30, 40x20, 20x20, 60x20, 40x30, 60x10 e 30x25 (em cm). Na figura 2.2 apresenta-se um exemplo de um padrão de corte guilhotinado em 2-estágios exato (a), 2-estágios não-exato (b) e 3-estágios (c) com seus respectivos vetores (aj) e perda (cj) associados (o pedaço sombreado é considerado perda).…”