Planificación de la producción y scheduling en Embotelladora Andina

Abstract

Este estudio tiene por objetivo resolver el problema de planificación de producción y scheduling en una planta productora de bebidas gaseosas, utilizando programación lineal entera-mixta. El proceso de producción investigado se caracteriza por ser multi-producto y multi-etapa, en donde en cada etapa del proceso existen varias máquinas que trabajan de forma paralela. El proceso productivo consta de 3 etapas. La primera etapa ocurre en los estanques de elaboración, en donde se produce el concentrado de sabor. Posteriormente, en la segunda etapa, el concentrado es trasladado a los multimix, en donde es diluido en agua obteniéndose bebida sin gas. Finalmente, en la última fase, el producto es gasificado y embotellado. En las líneas de embotellado existe un tiempo por cambiar el producto que se está procesando, lapso durante el cual no se puede producir. Este tiempo es dependiente del orden o secuencia en que son procesados los productos, no así en los estanques o en los multimix, en donde el tiempo por cambiar de sabor es el mismo independiente de los sabores involucrados en el cambio. Para resolver el problema se implementó un método jerárquico, utilizando dos modelos de programación lineal enteros-mixtos: una formulación aproximada, de menor complejidad computacional, y una formulación exacta que incluye todas las restricciones físicas de la planta. La creación de la formulación aproximada se realizó con el objetivo de generar un modelo menos complejo desde el punto de vista computacional y utilizar sus resultados para reducir el tamaño del poliedro generado por las soluciones factibles de la formulación exacta, restringiendo la cantidad de productos y sabores que se permiten producir en cada periodo. Los resultados obtenidos demuestran que al utilizar este tipo de estrategias fue posible obtener soluciones de mejor calidad en tiempos considerablemente menores, incluso alcanzando el óptimo en una instancia real facilitada por la empresa en la cual se desarrolló el trabajo. Al aplicar estrategias de fix-and-optimize en la formulación exacta restringida se lograron reducir aún más los tiempos de resolución necesarios para alcanzar el óptimo en las instancias basadas en los datos proporcionados por la empresa.