Programação da produção: Otimização de Layouts Industriais

O problema conhecido na literatura como “Facility layout problem (FLP)”, em que se pretende determinar a disposição de recursos de produção e a sua interação num determinado espaço, é um problema estratégico para a implementação do chão de fábrica de uma empresa pelo impacto que tem na performance da produção. O problema consiste em encontrar um posicionamento único entre instalações (departamentos, máquinas, células de produção, armazéns, etc.) e localizações no chão de fábrica, de forma a otimizar um ou mais objetivos de produção. O objetivo da criação de layout consiste na otimização do espaço existente, minimização do tempo de produção, redução do custo de manuseamento de matérias, aumento do grau de flexibilidade, entre outros. A solução do problema deverá especificar a localização relativa de cada departamento (layout em bloco) e numa fase posterior poderá especificar o layout detalhado dentro de cada departamento. Na presente tese serão apresentados alguns modelos matemáticos para criação de um layout, neste caso vamos usar uma formulação matemática Quadratic Assignment Problem (QAP), uma formulação matemática Mixed Integer Programming (MIP) e uma heurística de Particle Swarm Optimization (PSO) para resolver problemas de layout. Todas estas formulações e modelos serão postos em prática para a resolução de problemas fictícios. Numa primeira abordagem iremos resolver problemas fictícios onde abordaremos a formulação QAP para problemas de atribuição de espaço de duas dimensões (x,y) e MIP e em seguida iremos usar a heurística PSO para a resolução de problemas em escala maior e real.The problem known in the literature as "Facility layout problem (FLP)", which is intended to determine the physical layout of industrial facilities, is a strategic problem for the implementation of a company by the impact it has on the production performance. The problem is to find an unambiguous allocation between facilities (departments, machines, production cells, warehouses, etc.) and locations on the shop floor in order to optimize one or more production goals. The objectives often considered are the optimization of the space, minimizing production time, reduce the handling costs of materials, increased flexibility, among others. The solution of the problem should specify the relative location of each department (block layout) and at a later stage it can specify the detailed layout within each department. In this thesis will be presented some methods of resolution in this case we use a discrete Quadratic Assignment formulation (QAP), a Mixed Integer Linear Programming formulation (MIP) and a Particle Swarm Optimization heuristic (PSO) to solve layout problems. All these heuristics will be implemented for solving fictitious problems. In a first approach we will solve simpler problems where we use the QAP and MIP formulation and following we will use the PSO heuristic to solve problems on a larger scale