Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1822/60049

TitleSerial batch processing machine scheduling: a cement industry case study
Author(s)Macedo, Ana Regina Oliveira
Advisor(s)Oliveira, José A.
Dias, Luis S.
KeywordsScheduling
Batch processing machine
Cement industry
MILP
Heuristic methods
Agendamento
Máquina de processamento em lotes
Indústria cimenteira
PLIM
Métodos heurísticos
Issue date2018
Abstract(s)This work arises in the Cement Industry in the process of scheduling the clients to the warehouse and assignment to docking bays. The goal is to solve the scheduling and assignment problem, to improve both company’s service levels and the efficiency of its resources. After the real problem analysis, it was possible to conclude that it could be solved as a batching machine scheduling problem, where the jobs are the clients to be schedule, and the machine is the warehouse. The problem can be described as max 1 | rj,s-batch | Cmax . A Mixed Integer Linear Programming (MILP) model was proposed. However, as the number of jobs increased it started having computational difficulties. To overcome the problems of the MILP model two heuristics were proposed. The first one is a Constructive Algorithm (CA) that creates a first solution for the problem. The second heuristic is a metaheuristic algorithm, based on Simulated Annealing procedures, that starts with the initial solution of the CA and through three possible moves starts constructing the neighboring solutions space. After constructing the neighboring solutions space, it returns the best solution found. The computational tests proved that both the MILP model and the heuristics can ensure both feasible and optimum solutions. However, the MILP model consumes more computational resources. For some larger instances and giving a maximum limit of computational time of 8 hours, the MILP model cannot reach the optimality, nor the good results obtained by the heuristics, for those larger instances. The machine scheduling is a good approach for scheduling the trucks to the warehouse. Since it is also an innovative approach for the problem, considering the literature studied, maybe this work will inspire others to work on this idea or, at least, serve as a basis for future researches.
Este trabalho tem como cenário a Indústria Cimenteira no processo de agendamento de clientes para atendimento no armazém e atribuição de pontos de carga. O objetivo é resolver o problema de agendamento visando otimizar tanto os níveis de serviço da empresa bem como a eficiência dos seus recursos. Depois da análise detalhada do problema real foi possível concluir que este podia ser resolvido como um problema de processamento em lotes em máquina única, onde as tarefas a agendar seriam os clientes e a máquina o armazém. O problema pode então ser descrito como 1 | rj,s-batch | Cmax . Um modelo de Programação Linear Inteira Mista (PLIM) foi proposto. Contudo, à medida que o número de tarefas aumentava, o modelo começava a ter dificuldades computacionais na obtenção de solução ótima. Para ultrapassar essas dificuldades, foram desenhadas e propostas duas heurísticas. A primeira é um Algoritmo Construtivo (AC) capaz de retornar uma solução inicial. A segunda, uma meta-heurística, baseada na abordagem do Simulated Annealing, que trabalha a solução inicial gerada pelo AC, através de três movimentos possíveis, e gera uma vizinhança de soluções. Depois, procura e retorna a melhor solução possível dessa vizinhança. Os testes computacionais provaram que tanto o modelo de PLIM como as heurísticas são capazes de retornar tanto soluções possíveis como ótimas. Contudo, o modelo de PLIM consome muitos mais recursos computacionais do que as heurísticas. Para instâncias de tamanho superior, dado um tempo de computação máximo de 8 horas, o PLIM, não conseguindo atingir a solução ótima, nem sequer consegue atingir soluções tão boas como as das heurísticas. A abordagem de agendamento em máquinas, utilizada neste trabalho, mostrou-se ser uma boa abordagem para o agendamento de clientes no armazém. Para além disso, esta é uma abordagem inovadora, tendo em conta a literatura estudada, e, talvez possa inspirar outros autores a trabalhar nesta ideia ou então servir de base para pesquisas futuras.
TypemasterThesis
DescriptionDissertação de mestrado em Engenharia de Sistemas
URIhttp://hdl.handle.net/1822/60049
AccessopenAccess
Appears in Collections:BUM - Dissertações de Mestrado

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