Planeamento agregado de produção e distribuição da Secil, S.A: um modelo de optimização em programação linear inteira mista

Abstract

Planear sistemas integrados de produção e distribuição de uma cadeia de abastecimento tende a ser um processo cuja complexidade cresce com o número de intervenientes e com a gama de produtos em consideração. Este projecto consiste no desenvolvimento de um modelo para um problema de planeamento de produção e distribuição integrado, em que se consideram múltiplos centros de produção, produtos, centros de expedição, meios de transporte e um único período, tendo como objectivo determinar o fluxo de produtos ao longo da cadeia que minimize o custo total associado. O modelo em Programação Linear Inteira Mista aqui proposto teve como objectivo a determinação da solução óptima para o planeamento de produção e distribuição de uma cimenteira portuguesa, a Secil S.A.. Desta forma, pretende-se dar um contributo para a resolução do problema da determinação do fluxo óptimo de produtos durante o processo de planeamento logístico da empresa. Na definição do modelo utilizaram-se 269.507 variáveis, das quais 58.858 são inteiras, e 56.187 restrições. Estas restrições descrevem as principais características da cadeia em estudo, nomeadamente, as limitações às capacidades de produção, armazenamento, distribuição e aos meios de transporte disponíveis. Numa primeira fase, foi necessário identificar as relações existentes entre os vários intervenientes nos sistemas de produção e de distribuição, bem como as questões de planeamento que o modelo deveria contemplar. Através da realização de um conjunto de testes computacionais, nos quais se utilizou o software ILOG CPLEX, concluiu-se que era possível obter, em menos de 10 segundos, resposta para as questões de planeamento identificadas.

Planning integrated production and distribution systems of a supply chain tends to be a process whose complexity increases with both the number of players and the range of products being considered. The aim of this project is to develop a model to solve an integrated production and distribution planning problem in a multi-plant, multi-item, multi-retailer, multimodal transportation and single period logistic environment. This model allows determining the flow of products throughout the chain that minimizes the associated total cost. The proposed mixed integer programming model was developed to find an optimal solution to the production and distribution planning problem in a Portuguese cement company, Secil S.A.. Therefore, it aims to contribute to solving the problem of finding the optimal flow of products during the company logistic planning process. The resulting optimization model is large sized. It contains 269.507 variables, with 58.858 of them being integer, and 56.187 constraints. These constraints describe the relevant characteristics of the chain under study, namely, capacities restrictions on storage, dispatch, production and transportation modes. To define the problem, firstly it was necessary to understand the interaction between the several players in the production and distribution systems, as well as the planning needs, which the model aims to address. The model was solved via IBM ILOG CPLEX software. A set of computational tests were performed and it was possible to conclude that in less than 10 seconds the model is capable of providing answers to the identified planning issues.