Modelos e Métodos de Solução para o problema de Dimensionamento de Lotes e Compra de Matéria Prima

Autor(es)

Caio Paziani Tomazella

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/SB)
• Data de defesa: 2024-06-25

Membros da banca

Maristela Oliveira dos Santos; Silvio Alexandre de Araujo; Leandro Magatão; Franklina Maria Bragion de Toledo

• Orientador: Maristela Oliveira dos Santos; Raf Jans

Resumo

Esta tese estuda a integração de dois problemas da área de gestão da cadeia de suprimentos: produção e compra de matéria-prima. Problemas integrados têm ganhado cada vez mais atenção na literatura, devido à sua relevância em aplicações práticas e ao fato de resultarem em soluções mais econômicas. O planejamento da produção é um tema amplamente estudado na literatura de otimização, principalmente na forma de problemas de dimensionamento de lotes, enquanto a aquisição de matéria-prima está frequentemente relacionada com problemas de seleção de fornecedores. A integração destes dois problemas resulta em um plano de produção que leva em consideração não apenas restrições produtivas, mas também a disponibilidade de matéria-prima, seus custos e políticas de fornecedores, como, por exemplo, descontos. Esta tese irá explorar vários aspectos do problema integrado (IPLSP, do inglês Integrated Procurement and Lot-Sizing Problem), e suas variantes. Estas variantes incluem o IPLSP com estoque perecível, o IPLSP orientado por níveis de serviço e o IPLSP com demanda incerta. Para a primeira variante, diversas MIP-heurísticas foram propostas para resolver o problema, e os melhores resultados foram obtidos com métodos que utilizaram operadores adaptativos para melhorar o procedimento de busca local. A segunda variante tratou o IPLSP utilizando uma abordagem nova em que, ao invés de custos, os níveis de serviço foram otimizados. Uma extensa experimentação mostrou como esta abordagem difere da tradicional (custo mínimo), como um atendimento de demanda mais equitativo pode ser alcançado e como isso afeta a solução em termos de custos, produção e estratégias de compra. A incorporação de demanda incerta ao IPLSP aumentou a complexidade dos modelos, o que exigiu uma heurística do tipo Adjustable Sample Average Approximation para resolvê-los. Foram propostos três modelos com diferentes graus de flexibilidade de produção (quais decisões podem ser tomadas após a realização da demanda), e as soluções obtidas com a heurística proposta permitiram o cálculo do valor das soluções estocásticas e do valor da flexibilidade de produção. Quando a perecibilidade do produto foi incorporada ao IPLSP estocástico, as soluções indicaram que, em alguns cenários, a solução incluía a perda intencional de produtos em estoque para reduzir custos. Para evitar essas perdas, foram propostas políticas de recurso para os modelos abordados. No geral, esta tese traz contribuições para a literatura do IPLSP na forma de propostas de novos modelos, métodos de solução e discussões significativas para suas aplicações. (AU)

• Processo FAPESP: 19/10824-7 - Solução de problemas integrados de aquisição de matéria-prima e dimensionamento de lotes com o auxílio de ferramentas de big data analytics
• Beneficiário: Caio Paziani Tomazella
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado