Modelos e algoritmos para problemas de ordens de manutenção preventiva de longo prazo

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dc.contributor.advisorSouza, Marcone Jamilson Freitas
dc.contributor.advisor-coMenezes, Gustavo Campos
dc.contributor.advisor-coSá, Elisangela Martins de
dc.contributor.advisor-coSouza, Sergio Ricardo de
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/6903109160065321
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/4686246805500174
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/3677015295211434
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6078945717558464
dc.contributor.authorAndrade, João Luiz Marques de
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1800299836312312
dc.contributor.refereeSouza, Marcone Jamilson Freitas
dc.contributor.refereeMenezes, Gustavo Campos
dc.contributor.refereeSá, Elisangela Martins de
dc.contributor.refereeSouza, Sergio Ricardo de
dc.contributor.refereeCota, Luciano Perdigão
dc.contributor.refereeRosa, Bruno Ferreira
dc.contributor.refereeVieira, Douglas Alexandre Gomes
dc.contributor.refereeLisboa, Adriano Chaves
dc.date.accessioned2026-11-10T15:34:39Z
dc.date.available2026-11-10T15:34:39Z
dc.date.issued2025-10-27
dc.description.abstractEsta tese pesquisa dois problemas de planejamento de manutenções preventivas. O primeiro é o problema de planejamento de ordens de manutenção preventiva de longo prazo (LTPMOSP). Ele consiste em decidir simultaneamente quais ordens de manutenção devem ser executadas, bem como fazer a atribuição das ordens de manutenção às equipes e às máquinas e determinar quando cada ordem de manutenção deve ser executada ao longo do horizonte de planejamento. Cada manutenção requer apenas uma habilidade das equipes para ser executada. O segundo problema é uma extensão do LTPMOSP, em que as manutenções podem requerer uma ou mais habilidades para serem executadas, ou seja, pode-se ter manutenções mono ou multi-habilidade. A incorporação disso origina o problema de planejamento de ordens de manutenção preventiva de longo prazo com multi-habilidades (LTPMOSP-MS). Ambos os problemas têm o objetivo de minimizar o número de equipes utilizadas no planejamento e a soma das penalidades das ordens de manutenção não executadas. Para solucionar o LTPMOSP, são propostas duas novas formulações matemáticas indexadas no tempo. Além disso, para solucionar as instâncias de grande porte, propõe-se um algoritmo baseado na meta-heurística GRASP. Os resultados dos experimentos computacionais mostraram que as novas formulações, resolvidas via o resolvedor de programação matemática CPLEX, superaram significativamente a formulação da literatura, sendo capazes de encontrar novas soluções ótimas para instâncias com até 600 ordens de manutenção. Os resultados dos experimentos também mostraram uma superioridade do algoritmo GRASP em relação aos métodos heurísticos da literatura, gerando melhores limites superiores em um tempo computacional expressivamente menor. Para solucionar o LTPMOSP-MS, foram propostas uma formulação matemática indexada no tempo e três versões diferentes de uma nova heurística de duas fases (H2F). A primeira fase da heurística consiste em atribuir manutenções às equipes, enquanto a segunda fase programa as manutenções nas equipes respeitando todas as restrições do LTPMOSP-MS. Os experimentos computacionais mostraram que uma versão da H2F conseguiu encontrar limites inferiores e superiores melhores do que os que o resolvedor CPLEX encontra ao resolver a formulação proposta para o LTPMOSP-MS para instâncias com até 80 manutenções. Para instâncias com 150 e 300 manutenções, o CPLEX não encontrou nenhuma solução viável ao resolver a formulação proposta, enquanto a versão da H2F com pseudo-corte conseguiu encontrar a solução ótima para 50% das instâncias.
dc.description.abstractotherThis thesis investigates two preventive maintenance planning problems. The first is the long-term preventive maintenance order planning problem (LTPMOSP). It consists of simultaneously deciding which maintenance orders should be executed, as well as assigning maintenance orders to teams and machines and determining when each maintenance order should be executed throughout the planning horizon. Each maintenance requires only one skill to be executed, i.e., maintenance is mono-skilled. The second problem is an extension of LTPMOSP, in which maintenance may require one or more skills to be executed, i.e., there may be mono- or multi-skilled maintenance. The incorporation of this gives rise to the long-term preventive maintenance order planning problem with multi-skills (LTPMOSP-MS). Both problems aim to minimize the number of teams used in planning and the sum of the penalties for maintenance not scheduled. To solve LTPMOSP, two new mathematical formulations are proposed. In addition, to solve large instances, an algorithm based on the GRASP metaheuristic is proposed. The results of the computational experiments show that new formulations, solved via solver CPLEX, significantly outperform the formulation in the literature, being able to find new optimal solutions for instances with up to 600 maintenance orders. The results of the experiments also show that the GRASP algorithm is superior to the heuristic methods in the literature, generating better upper bounds in a significantly shorter computational time. To solve LTPMOSP-MS, a mathematical formulation and three different versions of a new two-phase heuristic (2PH) are proposed. The first phase of the heuristic consists of assigning maintenance to teams, while the second phase schedules maintenance in teams, respecting all constraints of the LTPMOSP-MS. Computational experiments show that a version of 2PH was able to find better lower and upper bounds than those found by solver CPLEX when solving the proposed formulation for LTPMOSP-MS for instances with up to 80 maintenances. For instances with 150 and 300 maintenances, the solver did not find any feasible solution when solving the proposed formulation, while the pseudo-cut version of 2PH was able to find an optimal solution for 50% of the instances.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/3235
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Modelagem Matemática e Computacional
dc.subjectOtimização matemática – Teses
dc.subjectEquipamentos industriais – Manutenção e reparo – Gestão – Teses
dc.subjectEspaço e tempo – Modelos matemáticos – Teses
dc.subjectPesquisa operacional – Teses
dc.subjectMetaheurística – Teses
dc.subjectMatheurística – Teses
dc.subjectHabilidades – Teses
dc.titleModelos e algoritmos para problemas de ordens de manutenção preventiva de longo prazo
dc.typeTese

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