O problema de corte de estoque com uso e venda de retalhos: uma proposta de otimização para a sustentabilidade ambiental

Abstract

Considering the theories of Ecological Modernization and Cleaner Production (CP), this work relates the sustainability and the operational research through a variation of cutting stock problem with usable leftovers (CSPUL). In the CSPUL a set of standard objects (boutht from suppliers) or non-standard objects (retails generated in previous cutting processes), which area available in stock, must be cut in order to produce a set of demanded items with dimensions and specifed quantities. The objective consists of determining the best way to cut the objects optimizing an objective function and considering that a certain amount of retails can return to the stock to meet future demands. Differently of the work, the CSPUL will be solved, however, retails in stock in addition to being used, they can be sold of this option is more attractive. This problem is named of cutting stock problem with usable leftovers and sale retails (CSPULSR) and has the objective of maximizing the profit. To model the CSPULSR, was modified a mathematical model proposed in the literature and, to solve it, the simplex method with column generation was used. As the obtained solution to this problem is not integer, were proposed two heuristic procedures that also consider the usable leftovers. Computational tests were performed with randomly generated instances considering static problems and a simulation by periods of time, in which retails generated in a period stay available for use and/or sale of the next period. With these tests, very good performance of the proposed strategy was verified. Due to the particularities of this strategy, also was realized an analysis and discussed the results considering implications for CP, which is a strategy that intends to integrate environmental objective into industrial processes, in order to reduce the amount of waste and emissions. It also aligns the theory of Ecological Modernization as it seeks to reduce the environmental...

Este trabalho, tendo em vista as teorias de Ecological Modernization e Produção Mais Limpa (P+L), relaciona sustentabilidade e pesquisa operacional por meio de uma variação do problema de corte de estoque com sobras aproveitáveis (PCESA). No PCESA um conjunto de objetos padronizados (comprados de fornecedores) ou não padronizados (retalhos gerados em processos de corte anteriores), disponíveis em estoque, devem ser cortados em um conjunto de itens com dimensões e quantidades especificadas. Este problema tem por finalidade determinar a melhor forma de cortar os objetos de modo a otimizar uma função objetivo e considerando que uma determinada quantidade de retalhos pode retornar ao estoque para atender futuras demandas. Diferente dos trabalhos propostos na literatura, neste trabalho, o PCSE será resolvido, porém, os retalhos em estoque além de serem utilizados, poderão ser vendidos se esta opção for a mais atrativa. Este problema, denominado de problema de corte de estoque com sobras aproveitáveis e venda de retalhos (PCESAVR), tem por objetivo maximizar o lucro. Para modelar o PCESAVR, alterações foram realizadas em um modelo matemático proposto na literatura e, para resolvê-lo, foi utilizado o método simplex com geração de colunas. Como a solução obtida para este problema não é inteira, dois procedimentos heurísticos, que também consideram o aproveitamento de sobras, foram propostos. Testes computacionais foram realizados com exemplares gerados aleatoriamente considerando problemas estatísticos e uma simulação por períodos de tempo, na qual os retalhos gerados em um período ficam disponíveis para o uso e/ou venda no período seguinte. Com esses testes, verificou-se o bom desempenho da estratégia proposta. Devido às particularidades dessa estratégia, também se fez uma análise e discutiu-se os resultados considerando implicações na P+L, que é uma estratégia que pretende integrar objetivos ambientais aos..