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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/37438
Tipo: Dissertação
Título: Heurísticas de programação matemática para o problema de dimensionamento de lotes de múltiplos itens com restrições de capacidade e máquinas paralelas distintas
Autor(es): França, Ricardo Lukas de Medeiros
Orientador: Kramer, Hugo Harry Frederico Ribeiro
Coorientador: Costa, Luciano Carlos Azevedo da
Orientador: Subramanian, Anand
Orientador: Barboza, Eduardo Uchoa
Resumo: Os problemas de dimensionamento de lotes estão entre os mais relevantes na literatura de planejamento da produção. Este trabalho aborda o Problema de Dimensionamento de Lotes com Múltiplos Itens e Máquinas Paralelas Distintas (CLSP-PM), classificado como NP-difícil e cujo objetivo é determinar um plano ótimo que atenda às demandas periódicas, sem exceder a capacidade das máquinas e minimizando o custo total. Este trabalho propõe a resolução do problema através de métodos heurísticos combinados de três diferentes formas: (i) Aplica-se o Relax-and-Fix para gerar uma solução inicial e o Fix-and-Optimize como busca local, nas versões estática e dinâmica. (ii) Em seguida, utiliza-se uma Heurística Baseada em Geração de Colunas (HCG) como construtiva, combinada ao Fix-and-Optimize, comparando a resolução do pricing via Programação Dinâmica (PD) e Programação Inteira Mista (MIP). (iii) Depois o HCG foi estendido com heurística de transferência de produção (TH) para viabilização das soluções, mantendo as comparações entre PD e MIP, onde para cada usa-se as versões estática e dinâmica do Fix-and-Optimize. Os experimentos em 2.880 instâncias de referência mostram que, principalmente, a combinação HCG com PD, TH e Fix-and-Optimize dinâmico obteve gaps próximos de zero em diversas classes. Dessa forma, superam métodos da literatura em qualidade de solução, alcançando gaps médios de 0,51% para a versão estática e 0,42% para a dinâmica, com tempos competitivos.
Abstract: Lot-sizing problems are among the most relevant in the production planning literature. This work addresses the Multi-Item Capacitated Lot-Sizing Problem with Unrelated Parallel Machines (CLSP-PM), classified as NP-hard and aiming to determine an optimal production plan that meets periodic demands without exceeding machine capacities while minimizing total costs. The problem is tackled through heuristic methods combined in three different ways: (i) Relax-and-Fix is applied to generate an initial solution, followed by Fix-and-Optimize as a local search procedure, in both static and dynamic versions. (ii) A Column Generation-Based Heuristic (HCG) is then used as a constructive method, combined with Fix-and-Optimize, comparing the resolution of the pricing problem via Dynamic Programming (DP) and Mixed Integer Programming (MIP). (iii) The HCG is further extended with a production transfer heuristic (TH) to ensure solution feasibility, maintaining the comparisons between DP and MIP, and using both static and dynamic versions of Fix-and-Optimize for each case. Experiments on 2,880 benchmark instances show that, in particular, the combination of HCG with DP, TH, and dynamic Fix-and-Optimize achieved near-zero gaps in several instance classes. These results outperform literature methods in solution quality, reaching average gaps of 0.51% for the static version and 0.42% for the dynamic version, with competitive computing times.
Palavras-chave: Dimensionamento de lotes
Geração de colunas
Relax-and-fix
Fix-and-optimize
Heurísticas
Otimização
Lot-sizing
Column generation
Heuristics
Optimization
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Engenharia de Produção
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção e Sistema
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/37438
Data do documento: 28-Ago-2025
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção e Sistemas

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