Um Estudo da Programação da Produção de Iogurtes via Modelos de Programação Inteira Mista

Abstract

No presente trabalho tem sido investigado o planejamento da produção de iogurtes, utilizando ferramentas da Otimização Linear Inteira Mista. A decisão de explorar o planejamento da produção de iogurtes é respaldada pela análise dos dados de mercado, aliada à crescente tendência de adoção de hábitos alimentares mais saudáveis. Segundo a [2], plataforma online alemã especializada em coleta e visualização de dados, o mercado de iogurtes no Brasil está em constante expansão, apresentando receitas significativas que, em 2024, deverão atingir US$ 3,81 bilhões. Este mercado é projetado para crescer anualmente a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 6,22% entre 2024 e 2028. Este crescimento robusto sublinha a necessidade vital de uma programação e planejamento de produção eficientes e estratégicos para atender à demanda crescente, maximizar a lucratividade e tornar as fábricas competitivas. [2] Em relação aos números da população total do Brasil, espera-se que sejam geradas receitas per capita de US$ 17,52 em 2024. Além disso, prevê-se que o volume total de iogurtes no mercado brasileiro alcance 2,24 bilhões de kg até 2028, com um crescimento de volume projetado de 3,3% em 2025. O volume médio por pessoa no mercado de iogurtes no Brasil deverá ser de 9,1 kg em 2024. Esses números refletem a popularidade e o consumo regular do produto, destacando a importância de atender às preferências e necessidades dos consumidores de maneira eficiente. No contexto global, a China lidera com receitas estimadas em US$ 45,720 milhões em 2024, destacando a escala e a importância do mercado asiático no panorama mundial de iogurtes. A programação e o planejamento da produção de iogurtes são cruciais para enfrentar os desafios associados ao crescimento do mercado. A produção de iogurtes envolve uma série de fatores complexos, incluindo a gestão de matérias-primas perecíveis, a coordenação de diferentes etapas de produção, o controle de qualidade rigoroso; esse último fator implica em manutenção adequada do maquinário. A implementação de técnicas avançadas de otimização e controle de produção pode ajudar a minimizar custos, reduzir desperdícios e melhorar a eficiência operacional. O modelo de Programação Linear Inteira Mista (MILP) proposto é baseado no trabalho de [1]. Esse modelo foi estendido para incluir restrições de agendamento de manutenção da máquina de envase. Testes computacionais iniciais têm mostrado que é possível decidir simultaneamente o agendamento das manutenções e a programação da produção. A Figura 1 ilustra uma solução onde a manutenção foi inserida. Ela se refere ao dia 11 do horizonte de planejamento estudado. [...]