Saltar para o conteúdo principal
18/09/2023

Transição de um planeamento baseado em orçamento para uma abordagem de horizonte móvel de um ano

Como aumentar a competitividade geral

Transição de um planeamento baseado no orçamento para uma abordagem de horizonte móvel de um ano

Em resumo

Desafio

Numa concorrida indústria agrícola de fios, o cliente adotou uma estratégia de personalização em massa, ajustando os pacotes de produtos a clientes individuais. Contudo, o processo de orçamento existente revelou-se insuficiente para gerir esta elevada personalização. Com as preferências dos clientes a mudarem ao longo do ano e sem um sistema de apoio à decisão que atualizasse as previsões, os níveis de stock aumentaram para cumprir as exigências de fornecimento.

Solução

A solução combina um algoritmo de previsão e um modelo tático de planeamento da produção. O algoritmo de previsão utiliza um conjunto de métodos de séries temporais e aprendizagem automática, incorporando informações orçamentais e de procura antecipada. Atualizações mensais garantem previsões de vendas proativas. O modelo de planeamento da produção categoriza os produtos como Make-to-Order (MTO) ou Make-to-Stock (MTS), com base em fatores como concentração de clientes e incerteza da procura. Um algoritmo de otimização contínua é aplicado mensalmente para gerar o plano de produção mais rentável para os próximos 12 meses.

Resultados

A nossa solução holística reduziu os níveis de stock em 17,5% e a utilização das máquinas em 11%, mantendo os níveis de serviço ao cliente. O horizonte anual de planeamento melhorou os tamanhos dos lotes de produção. O sistema de apoio à decisão agrega dados relevantes numa interface flexível, permitindo uma abordagem mais sofisticada e orientada por dados, que liberta a equipa para se concentrar em atividades de maior valor.

Num mercado cada vez mais competitivo, o nosso cliente na indústria de fios agrícolas tem seguido uma estratégia de personalização em massa, adaptando o pacote dos seus produtos a cada cliente.

O processo de orçamentação, anteriormente utilizado para definir as necessidades de produção, já não é suficiente para dar resposta a este grau de personalização. Além disso, as preferências dos clientes mudam ao longo do ano e não existe um sistema de apoio à decisão para rever as previsões iniciais. Por isso, os níveis de stock têm vindo a aumentar para fazer face a estes desafios de cumprimento.

A nossa solução integra um algoritmo de previsão e um modelo tático de planeamento da produção.

O algoritmo de previsão baseia-se num conjunto (ensemble) de métodos, combinando séries temporais com técnicas de machine learning, capaz de incorporar informações orçamentais e de procura antecipada.

A atualização mensal das previsões garante uma revisão mais proativa das estimativas de vendas. O modelo tático de planeamento da produção opera de forma hierárquica. Informações como volume de vendas, concentração de clientes e incerteza da procura são usadas para categorizar anualmente os produtos em Make-to-Order (MTO) ou Make-to-Stock (MTS), com orientações adicionais sobre se um produto MTS deve ser produzido até à embalagem final ou como produto semiacabado.

Posteriormente, um algoritmo de otimização contínua (rolling) é aplicado mensalmente para definir o plano de produção mais rentável num horizonte de 12 meses.

Ao adotar a nossa solução holística, o cliente pode esperar uma redução dos stocks em 17,5% e uma diminuição da utilização das máquinas em 11%, sem comprometer o nível de serviço aos clientes.

A antecipação proporcionada pelo horizonte anual de planeamento leva a um aumento dos tamanhos dos lotes de produção. Do ponto de vista qualitativo, o nosso sistema de apoio à decisão agrega toda a informação relevante numa interface flexível e acessível.

Esta abordagem mais sofisticada e orientada por dados permite à equipa dedicar o seu tempo a atividades de maior valor acrescentado no processo.

Casos de Estudo

Conteúdo relacionado

optimizing production planning at industrial scale

From two weeks to hours: optimizing production planning at industrial scale LTPlabs helped a large industrial manufacturer reduce production planning lead time from up to two weeks to hours by implementing a Mixed Integer Linear Programming (MILP) optimization solution. Today, 95% of sales orders are planned directly from model recommendations, with each optimization run taking approximately one hour. The challenge: fragmented production planning and unreliable delivery dates A large industrial manufacturer operates a highly complex production environment, with 14 industrial units across three factories, approximately 200 production lines, more than 1,000 clients, and over 5,000 products, primarily produced under a make to order strategy. With products moving across multiple industrial units, reliable production planning requires coordinating capacity, materials, workforce, inventory, and customer commitments across interconnected operations. Production planning was fragmented across six planners responsible for different industrial units, with significant reliance on manual analysis, legacy applications, and individual expertise. Coordinating thousands of products and orders made it difficult to systematically assess production constraints and balance delivery commitments with operational costs. As a result, confirming an order could take up to two weeks, with limited reliability in the resulting delivery dates. The company needed a scalable way to evaluate all orders and production constraints simultaneously and generate feasible plans and more reliable delivery commitments. The solution: production planning optimization using Mixed Integer Linear Programming LTPlabs developed a production planning optimization solution centered on a Mixed Integer Linear Programming model, designed to generate weekly production plans that minimize delivery delays and operational costs while respecting the constraints of the industrial environment. Each planning cycle combines commercial and operational inputs, including order backlog, sales forecasts, inventory, production costs, routes and bills of materials, work center and workforce availability, and production strategy. The model determines delivery weeks and production plans while providing visibility into raw material requirements, resource utilization, and inventory allocation. The optimization accounts for key production constraints such as inventory flows, minimum production quantities, batch and lot sizes, setups, oven capacity, mold maintenance, and resource availability. At full scale, a 16 week planning horizon covers approximately 3,000 products and 2,000 sales orders, with more than one million decision variables and 500,000 constraints. Hierarchical optimization balances delivery performance and operational efficiency, while slack variables preserve feasibility in exceptional situations and flag cases requiring planner review. How the optimization model represents industrial production constraints The production planning optimization solution was integrated into the manufacturer's existing technology infrastructure, including SAP and the Gurobi optimization solver. Automated data pipelines connect enterprise data with the optimization model and return planning results to the operational environment. A dedicated planner interface allows the production planning team to: • access optimization recommendations; • review proposed production and delivery plans; • analyze exceptions; • understand resource and material requirements; • configure relevant parameters for each planning cycle. The solution transformed production planning from a fragmented process into an automated decision support system embedded in daily operations. Results: production planning reduced from weeks to hours The solution transformed production planning from a fragmented, manually intensive process into an automated decision-support system embedded in daily operations. The main results include: • Up to two weeks → hours: planning results that could previously take up to two weeks can now be obtained within hours. • ~1 hour optimization runtime: a full model execution takes approximately one hour. • 95% of sales orders model-planned: 95% of sales orders are now planned directly from optimization model recommendations. • Daily operational adoption: the planner interface has become an everyday tool for the production planning team. • Greater focus on exceptions: planners can validate exceptional situations instead of manually constructing complete production plans. • More systematic delivery planning: production constraints and customer commitments are evaluated through a common analytical framework. • Faster and more reliable delivery commitments for customers: by generating a feasible production plan much faster, the manufacturer can provide customers with a delivery date sooner after an order is placed. More reliable production plans also reduce the need to subsequently revise communicated delivery dates, creating greater predictability for customers. By combining large scale mathematical optimization, industrial constraints, enterprise data integration, and a planner focused interface, the company established a faster and more systematic planning process, reducing the risk of missed delivery dates and embedding optimization into core production planning decisions. Most importantly, it shifts production planning from a largely manual and fragmented activity toward optimization-driven decision-making, helping the manufacturer produce more reliable delivery commitments, reduce the risk of missed delivery dates, and scale planning decisions across a highly complex industrial network.

A LTPlabs ajudou um grande fabricante industrial a reduzir o tempo de planeamento da produção de até duas semanas para apenas algumas horas, através da implementação de uma solução de otimização baseada em Programação Linear Inteira Mista (MILP).

Saber mais

Contacte-nos

Definições de cookies

Escolha que cookies podemos usar. Pode alterar em qualquer momento.