Simulação e otimização do controle de estoques em processos de produção contínuos

Este Trabalho de Formatura aborda o problema de calibração de parâmetros de controle de estoque no contexto do Stochastic Economic Scheduling Problem (SELSP), considerando uma linha de produção em lotes, com múltiplos produtos. Para abordar esse problema, desenvolveu-se um modelo de simulação-otimização em Python, com o qual foram testados quatro métodos de busca/otimização distintos (Busca aleatória, Nelder-Mead, Genetic Algorithm e Ant Colony Optimization). Para calibrar esses algoritmos, desenvolveu-se um plano de experimentos de calibração para cada método de busca. Em seguida, com os métodos calibrados, um experimento fatorial foi realizado para avaliar e comparar o desempenho dos algoritmos. Por meio de uma análise de variância dos resultados obtidos nos experimentos, notou-se que o algoritmo Nelder-Mead se mostrou o mais eficiente em termos de resultados obtidos (ex: custos e nível de serviço), propondo soluções de custos até 24% inferiores `as dos outros métodos, além de apresentar maior facilidade de calibração dos seus hiperparâmetros. A abordagem adotada neste Trabalho, que resultou na elaboração de um modelo de simulação-otimização em Python usando o método de otimização Nelder-Mead, apresenta benefícios em relações a soluções comerciais existentes, já que estas, muitas vezes, operam como "caixas pretas" e não são ferramentas específicas para este problema. Dessa forma, o presente Trabalho permitiu uma maior transparência e controle sobre o processo de otimização dos parâmetros de controle de estoque. Além disso, a implementação do modelo de simulação-otimização representa uma contribuição significativa para a otimização de parâmetros de estoque em problemas complexos de produção, como o SELSP. Essa abordagem flexível e acessível não apenas oferece uma||ferramenta de código aberto para resolver esse desafio, mas também busca oferecer maior acessibilidade e independência de soluções comerciais. Com isso, o trabalho traz contribuições para a comunidade acadêmica e incentivos à indústria na busca por soluções eficazes no controle de estoques, já que o cenário do problema estudado espelha muitas indústrias, como as áreas química, cosmética e têxtil, evidenciando a relevância prática da pesquisa para a indústria.