Resumo Este artigo estuda um problema de roteirização e programação de navios para cabotagem de petróleo, motivado pela operação real de uma empresa no litoral brasileiro. Os custos de transporte desempenham um papel importante na busca pela excelência operacional na indústria de petróleo e as perspectivas de crescimento na exploração de petróleo no Brasil têm tornado as operações mais demandantes de sistemas de apoio a decisões ágeis e eficazes. Neste artigo, apresenta-se uma abordagem de otimização para tratar este problema, composta por um modelo de programação linear inteira mista e uma heurística baseada em programação matemática, conhecida como relax-and-fix. O modelo proposto é inspirado em uma formulação de problemas de coleta e entrega com janelas de tempo e frota heterogênea, que minimiza custos decorrentes do consumo de combustível dos navios e dos contratos de afretamento. Além das restrições usuais de roteirização com coleta e entrega, este artigo considera as restrições específicas deste problema de transporte de petróleo. Experimentos numéricos com esta abordagem são apresentados para um conjunto de dados reais fornecidos pela empresa, os quais comprovam o potencial da abordagem para encontrar boas soluções para instâncias de tamanho moderado.

Abstract This study analyzes a routing and scheduling problem of cabotage oil ships motivated by the actual operation of an oil company along the Brazilian coast. Maritime transportation costs from offshore platforms to coastal terminals are an important issue in the search for operational excellence in the oil industry, and the prospects for growth in oil exploration in Brazil have made operations more demanding for agile and effective decision support systems (DSS). This paper presents an optimization approach to deal with this problem consisting of a mixed integer linear (MIP) programming model and an MIP heuristic known as relax and fix. The problem is formulated as a pickup and delivery vessel routing with time windows and heterogeneous fleet which minimizes the costs of fuel consumption of ships and freight contracts. In addition to the usual routing constraints, it also considers specific restrictions of oil maritime transportation problems. Numerical experiments with this approach are presented for a set of real data of the company, confirming that the optimization method is able to find good solutions for moderate-size problem instances.

Neste estudo foi abordado um problema de planejamento de linha de montagem estrutural aeronáutica de jatos por meio de modelos de programação de projetos. Considera-se que a linha é dedicada (i.e., apenas um único tipo de produto é montado durante o horizonte de planejamento), o custo do estoque em processo não é diferenciado por segmento estrutural, nem por estação de trabalho, desconsidera-se o uso de horas extras para cumprir os prazos do plano e também o efeito da curva de aprendizagem. Foi avaliada a aplicação de modelos de programação de projetos com recursos restritos e com um ou múltiplos modos de execução das atividades. Também foi avaliado o impacto que o leadtime de montagem tem sobre a quantidade total e o nivelamento da mão de obra de montagem. Por exemplo, se para diferentes valores de leadtimes é possível diminuir a quantidade total de mão de obra necessária e quais seriam os efeitos dessa variação no estoque em processo. Para isso, diversos experimentos computacionais foram realizados utilizando-se casos realistas do problema de montagem estrutural de jatos em uma empresa aeronáutica.

This paper studies a production planning problem of an aircraft structural assembly line. The assembly line is dedicated (i.e., only one type of product is assembled during the planning time horizon), the work-in-process cost is not differentiated by structural segment neither by workstation, and the use of overtime to meet the plan deadline and the learning curve effect are disregarded. This study analyses the application of project scheduling models with limited resources and one or multiple execution modes for each activity. We also assessed the impact of the assembly leadtime on the total amount and level of workers, for instance, if for different values of leadtimes, it is possible to decrease the total amount of required workers and the effects of this change in the work-in-process. Several computational experiments were made using real problem instances of structural assembly of jets in an aeronautics company.

Este trabalho estuda um caso prático de programação da produção na indústria aeronáutica. Tarefas devem ser programadas em gabaritos de montagem com várias estações de trabalho adjacentes entre si, levando em consideração restrições especiais de processamento simultâneo destas tarefas (restrições de adjacência). Tais restrições surgem devido às limitações de espaço físico no gabarito. Este estudo é uma continuação do estudo anterior publicado em Silva, Morabito e Yanasse (2011), em que este problema foi inicialmente abordado do ponto de vista de minimizar o makespan para processar todas as tarefas. Aqui o problema é visto de forma mais abrangente no contexto de qualificação de força de trabalho com quatro fases, em que o objetivo é minimizar as necessidades de mão de obra para executar a programação em cada fase, sendo que cada fase de qualificação é representada por um modelo de otimização linear inteira. Estes modelos foram implementados em um software de otimização e vários experimentos computacionais foram realizados para verificar a aplicação da abordagem. Os resultados sugerem que existem ganhos de produtividade importantes que podem ser explorados utilizando os modelos desenvolvidos neste trabalho.

This paper presents a case study of production scheduling in the aeronautical industry. Tasks must be scheduled in assembly fixtures with several adjacent workstations, taking into account special constraints where simultaneous processing of the tasks is allowed (adjacency constraints). Such constraints arise due to a space limitation in the fixture. This paper is a continuation of a previous work published in Silva, Morabito and Yanasse (2011), where the objective of the problem was to minimize the makespan. Here, the problem is studied more broadly, where the workforce qualification is represented in four stages, with the objective of minimizing the total amount of workforce needed in each stage, and each stage is modeled as an integer linear programming problem. These models were implemented using an optimization software, and several computational experiments were performed in order to validate the proposed models. The results suggest that productivity gains can be achieved with the models developed in this work.

Esse artigo trata de um problema de programação da produção característico da indústria aeronáutica, envolvendo estruturas especiais de montagem chamadas gabaritos, compostas de diversos postos de trabalho em paralelo, na montagem de partes das aeronaves. Tarefas devem ser programadas para serem executadas nestes postos de trabalho de maneira a minimizar o makespan; porém, além das restrições usuais, como prazos de entrega das tarefas e precedências entre as tarefas, existem também restrições que impedem que duas tarefas possam ser executadas ao mesmo tempo em dois postos de trabalho adjacentes no gabarito. Com base no estudo de casos práticos de programação de gabaritos de montagem de uma empresa aeronáutica, propõe-se um modelo de programação linear inteira mista. As soluções geradas pelo modelo foram implementadas na prática com ganhos tanto na utilização dos gabaritos de montagem estudados quanto na utilização da mão de obra envolvida.

This paper deals with a production scheduling problem that typically occurs in the aeronautics industry involving special structures called assembly fixtures, composed of several workstations in parallel, which are used to assemble the parts of the aircrafts. Tasks should be scheduled to be performed in these workstations in order to minimize the make-span; however, in addition to the usual constraints, such as due dates and tasks priority, there are also limitations that prevent two tasks from being performed at the same time, in two adjacent workstations on the assembly fixture. A mixed integer model to represent the problem was proposed based on practical case studies of assembly fixtures schedules of an aeronautic company. The solutions generated by the model were implemented, in practice, with gains both in the use of the assembly fixtures studied, as well as in the use of the required labor.