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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO (25001019021P8)
APLICAÇÃO DE UM ALGORITMO HEURÍSTICO PARA MINIMIZAÇÃO DO MAKESPAN EM UM PROBLEMA DE FLOW SHOP COM CONSIDERAÇÕES AMBIENTAIS: o caso de uma indústria de produtos de limpeza
JOAO BATISTA MENDES BARBOSA
DISSERTAÇÃO
23/02/2024

Esta pesquisa de dissertação trata de um problema de flow shop permutacional com considerações ambientais (GPFSP) enfrentado por uma empresa de manufatura do ramo de produtos de limpeza, localizada na cidade de Recife – PE. O objetivo principal do estudo é solucionar um GPFSP em uma indústria de médio porte, buscando a otimização das medidas de desempenho Makespan e TEC – Total Energy Cost. Assim, procurou-se determinar uma sequência de processamento para os produtos capaz de reduzir os custos operacionais e os impactos ambientais gerados pela organização. A pesquisa utilizou uma metodologia que combina abordagens qualitativa e quantitativa, possibilitando uma compreensão mais aprofundada do problema investigado. Os procedimentos técnicos envolveram uma pesquisa bibliográfica, experimentos computacionais e um estudo de caso. Inicialmente, foi feita uma revisão da literatura sobre os problemas de sequenciamento em ambientes flow shop para identificar os principais métodos heurísticos de resolução. Essa etapa permitiu obter insights para a construção de uma análise bibliométrica dentro da temática estudada. Posteriormente, foi feito o diagnóstico da situação atual do sequenciamento de tarefas na empresa e realizada a coleta de dados in loco. Conforme os passos listados anteriormente, iniciou-se a análise dos dados e informações obtidas, assim como a escolha do modelo de programação linear inteira mista multiobjetivo e a definição do algoritmo heurístico utilizado. Foram realizados também testes computacionais com heurísticas clássicas para os problemas de flow shop. O NEHT-RB demonstrou resultados eficazes quando comparado com a heurística de NEH. Esse resultado é crucial, uma vez que o NEHT-RB desempenha um papel fundamental como procedimento construtivo no algoritmo selecionado para resolver o GPFSP. O algoritmo heurístico NEHT-RB + VND + Economia de energia proposto por Vasconcelos (2023) foi aplicado em uma instância construída a partir dos dados obtidos, mostrando eficiência ao proporcionar baixo tempo computacional e ao obter soluções com menor consumo de energia. O método possibilita a economia de energia por meio do controle de velocidade das máquinas, dada a determinação de um Makespan que não sofre nenhum tipo de alteração. A otimização multiobjetivo considerou a minimização dos critérios de avaliação Makespan e TEC que são conflitantes entre si. Por fim, o algoritmo heurístico retornou um conjunto de 4 soluções não-dominadas que serão analisadas com base nas preferências do gestor responsável pela programação da produção.

green permutation flow shop;estudo de caso;algoritmo heurístico;sequenciamento da produção;otimização multiobjetivo.
This dissertation research deals with a permutational flow shop problem with environmental considerations (GPFSP) faced by a manufacturing company in the cleaning products industry, located in the city of Recife – PE. The main objective of the study is to solve a GPFSP in a medium-sized industry, seeking optimization of performance measures Makespan and TEC – Total Energy Cost. Thus, we aimed to determine a processing sequence for products capable of reducing operational costs and environmental impacts generated by the organization. The research used a methodology that combines qualitative and quantitative approaches, enabling a deeper understanding of the investigated problem. Technical procedures involved literature review, computational experiments, and a case study. Initially, a literature review on sequencing problems in flow shop environments was conducted to identify key heuristic resolution methods. This step allowed insights for building a bibliometric analysis within the studied theme. Subsequently, the current situation of task sequencing in the company was diagnosed, and on-site data collection was performed. Following the listed steps, data and information analysis began, along with the choice of the mixed-integer multi-objective linear programming model and the definition of the heuristic algorithm used. Computational tests were also conducted with classical heuristics for flow shop problems. NEHT-RB demonstrated effective results compared to the NEH heuristic. This result is crucial, as NEHT-RB plays a fundamental role as a constructive procedure in the selected algorithm to solve GPFSP. The heuristic algorithm NEHT-RB + VND + Energy Saving proposed by Vasconcelos (2023) was applied to an instance constructed from the obtained data, showing efficiency by providing low computational time and obtaining solutions with lower energy consumption. The method enables energy savings through machine speed control, given the determination of a Makespan that undergoes no alterations. Multi-objective optimization considered the minimization of conflicting evaluation criteria Makespan and TEC. Finally, the heuristic algorithm returned a set of 4 non-dominated solutions that will be analyzed based on the preferences of the production scheduling manager.
green permutation flow shop;case study;heuristic algorithm;production sequencing;multi-objective optimization.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
O trabalho possui divulgação autorizada
MA 478.pdf

Contexto

PESQUISA OPERACIONAL
OTIMIZAÇÃO DE SISTEMAS E PROCESSOS
MODELOS DE OTIMIZAÇÃO DE PROCESSOS EM SISTEMAS DE PRODUÇÃO

Banca Examinadora

RAPHAEL HARRY FREDERICO RIBEIRO KRAMER
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
MAISA MENDONCA SILVA Docente - PERMANENTE
RAPHAEL HARRY FREDERICO RIBEIRO KRAMER Docente - PERMANENTE
LUCIANO CARLOS AZEVEDO DA COSTA Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Excelência Acadêmica 24

Vínculo

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Sim
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