Energy consumption optimization in a printing company

Menezes, Lucas Farias de; Balbo, Antonio Roberto; Cherri, Adriana Cristina; Poltroniere, Sônia Cristina; Ghidini, Carla Taviane Lucke da Silva; Soler, Edilaine Martins

doi:10.1590/1806-9649-2024v31e1723

Lucas Farias de Menezes

conceptualization of the work and of the solution methodology

methodology and the proposition of the model

software learning and aplication

validation of results

writing original draft preparation

writing review and editing

supervision and project administration

Universidade Estadual Paulista - UNESP, Faculdade de Engenharia de Bauru, Programa de Pós-graduação de Engenharia Elétrica, Bauru, SP, Brasil. E-mail: lucasmenezes255@gmail.com

http://orcid.org/0000-0002-5469-3469

Antonio Roberto Balbo

conceptualization of the work and of the solution methodology

methodology and the proposition of the model

software learning and aplication

validation of results

writing original draft preparation

writing review and editing

supervision and project administration

Universidade Estadual Paulista - UNESP, Faculdade de Ciências, Departamento de Matemática, Bauru, SP, Brasil. E-mail: antonio.balbo@unesp.br; adriana.cherri@unesp.br; poltroniere.silva@unesp.br; edilaine.soler@unesp.br

http://orcid.org/0000-0002-4512-0140

Adriana Cristina Cherri

conceptualization of the work and of the solution methodology

methodology and the proposition of the model

software learning and aplication

validation of results

writing original draft preparation

writing review and editing

supervision and project administration

Universidade Estadual Paulista - UNESP, Faculdade de Ciências, Departamento de Matemática, Bauru, SP, Brasil. E-mail: antonio.balbo@unesp.br; adriana.cherri@unesp.br; poltroniere.silva@unesp.br; edilaine.soler@unesp.br

http://orcid.org/0000-0003-1934-4682

Sônia Cristina Poltroniere

conceptualization of the work and of the solution methodology

methodology and proposition of the model

validation of results

writing original draft preparation

writing review and editing

supervision and project administration

Universidade Estadual Paulista - UNESP, Faculdade de Ciências, Departamento de Matemática, Bauru, SP, Brasil. E-mail: antonio.balbo@unesp.br; adriana.cherri@unesp.br; poltroniere.silva@unesp.br; edilaine.soler@unesp.br

http://orcid.org/0000-0001-9985-6623

Carla Taviane Lucke da Silva Ghidini

methodology and proposition of the model

validation of results

writing review and editing

Universidade Estadual de Campinas - UNICAMP, Faculdade de Ciências Aplicadas, Limeira, SP, Brasil. E-mail: carla.ghidini@fca.unicamp.br

http://orcid.org/0000-0002-5018-8932

Edilaine Martins Soler

software learning and aplication

validation of results

Universidade Estadual Paulista - UNESP, Faculdade de Ciências, Departamento de Matemática, Bauru, SP, Brasil. E-mail: antonio.balbo@unesp.br; adriana.cherri@unesp.br; poltroniere.silva@unesp.br; edilaine.soler@unesp.br

http://orcid.org/0000-0002-7615-5768

Machine	Speed (m/h)	Setup (h)	Consumption (kWh)
Print01	10,500	0,25	40
Print02	3,000	0,5	112
Print03	7,800	0,33	49.2
Print04	12,600	0,17	24
Print05	9,000	0,25	2.2
Finish01	7,800	0,5	40
Finish02	12,000	0,75	112
Finish03	10,800	0,75	50

Dem	Qtf (m)
D01	15,000
D02	20,000
D03	55,000
D04	85,000
D05	50,000
D06	60,000
D07	70,000
D08	80,000
D09	90,000
D10	18,000

Dem	Qtf (m)	Dem	Qtf (m)	Dem	Qtf (m)	Dem	Qtf (m)	Dem	Qtf (m)
D01	15,000	D11	13,000	D21	77,000	D31	17,000	D41	55,000
D02	20,000	D12	28,000	D22	54,000	D32	46,000	D42	67,000
D03	55,000	D13	59,000	D23	10,000	D33	98,000	D43	43,000
D04	85,000	D14	82,000	D24	13,000	D34	78,000	D44	45,000
D05	50,000	D15	55,000	D25	67,000	D35	11,000	D45	12,000
D06	60,000	D16	61,000	D26	35,000	D36	98,000	D46	17,000
D07	70,000	D17	77,000	D27	12,000	D37	45,000	D47	74,000
D08	80,000	D18	84,000	D28	98,000	D38	85,000	D48	33,000
D09	90,000	D19	91,000	D29	43,000	D39	35,000	D49	42,000
D10	18,000	D20	70,000	D30	40,000	D40	27,000	D50	17,000

Dem	Qtf (m)	Dem	Qtf (m)
D01	15,000	D11	13,000
D02	20,000	D12	28,000
D03	55,000	D13	59,000
D04	85,000	D14	82,000
D05	50,000	D15	55,000
D06	60,000	D16	61,000
D07	70,000	D17	77,000
D08	80,000	D18	84,000
D09	90,000	D19	91,000
D10	18,000	D20	70,000

Machine	Portfolio I			Portfolio II			Portfolio III
Machine	Time (h)	Num. items	Dem (m)	Time (h)	Num. items	Dem (m)	Time (h)	Num. items	Dem (m)
Print01	10,02	2	D02 D08	29,95	4	D07 D14 D16 D19	64	8	D14, D18, D19 D20 D33, D36 D38, D43
Print02	5,5	1	D01	4,83	1	D11	3,8	1	D23
Print03	2,26	1	D10	22,46	2	D08 D09	1,74	1	D35
Print04	19,32	4	D03 D05 D06 D07	29,99	9	D02 D03 D05 D06 D10 D12 D13 D15 D20	89,98	28	D01, D02, D03 D05 D10, D11 D12, D13 D15 D16, D22, D24 D26, D28, D29 D31 D32, D37 D39, D40 D41 D42, D44, D45 D46, D48, D49 D50
Print05	19,94	2	D04 D09	30	4	D01 D04 D17 D18	90	12	D04, D06, D07 D08 D09, D17 D21, D25 D27 D30, D34, D47
Finsh01	3,06	1	D02	29,42	5	D01 D02 D03 D05 D07	90	20	D01, D02, D03 D05, D10, D11 D12, D14, D15 D16, D17, D23 D24, D26, D27 D29, D30, D31 D32, D35
Finish02	2	1	D01	5,75	1	D06	32,58	3	D19, D28, D33
Finish03	19,84	3	D03 D04 D05	28	4	D04 D08 D09 D10	89,92	12	D04, D06, D07 D08, D09, D13 D18, D20, D21 D22, D25, D34
Total Time (h)	81,94			180,4			462,02
Total consumption (kWh)	2973,94			6.850,55			17177,05
Total cost (R$)	2557,59			5891,47			14772,26
CPLEX time (sec)	0,141			10,25			1,641

Machine	Portfolio I			Portfolio II			Portfolio III
Machine	Time (h)	Num. items	Dem (m)	Time (h)	Num. items	Dem (m)	Time (h)	Num. items	Dem (m)
Print01	19,8	3	D05 D06 D09	29,95	4	D07 D14 D16 D19	89,89	11	D08, D09, D18 D19, D20, D28 D34, D36, D38 D42, D47
Print02	5,5	1	D01	4,83	1	D11	3,83	1	D23
Print03	2,26	1	D10	22,46	2	D08 D09	0,33	1	D30
Print04	19,71	4	D02 D03 D04 D08	29,99	9	D02 D03 D05 D06 D10 D12 D13 D15 D20	90	30	D01, D02, D03 D05, D10, D11 D12, D13, D15 D16, D22, D24 D25, D26, D27 D29, D31, D32 D33, D35, D37 D39, D40, D41 D44, D45, D46 D48, D49, D50
Print05	8,03	1	D07	30	4	D01 D04 D17 D18	53,63	7	D04, D06, D07 D14, D17, D21 D43
Finsh01	2,42	1	D01	8,19	1	D06	10,56	6	D11, D17, D23 D24, D27, D35
Finish02	18,08	3	D03 D04 D05	30	5	D01 D05 D07 D08 D09	90	11	D04, D08, D14 D16, D18, D19 D20, D21, D28 D33, D34
Finish03	2,6	1	D02	18,28	4	D02 D03 D04 D10	89,61	18	D01, D02, D03 D05, D06, D07 D09, D10, D12 D13, D15, D22 D25, D26, D29 D30, D31, D32
Total Time (h)	78,4			173,7			427,85
Total consumption (kWh)	4261,65			8231,35			21301,68
Total cost (R$)	3665,03			7078,96			18319,45
CPLEX time (sec)	0,156			3,734			0,281

Machine	Order Portfolio I - 10 Items				Order Portfolio II - 20 Items				Order Portfolio III - 50 Items
	OF (1)		OF (16)		OF (1)		OF (16)		OF (1)		OF (16)
	Num. Items	Hours	Num. Items	Hours	Num. Items	Hours	Num. Items	Hours	Num. Items	Hours	Num. Items	Hours
Print01	2	10	3	20	4	30	4	30	8	64	11	91
Print02	1	6	1	6	1	5	1	5	1	4	1	4
Print03	1	2	1	2	2	23	2	23	1	2	1	6
Print04	4	20	4	21	9	31	9	31	28	95	30	97
Print05	2	20	1	8	4	31	4	31	12	95	7	57
Finsh01	1	3	1	2	5	30	1	8	20	100	6	20
Finish02	1	2	3	18	1	6	5	29	3	26	11	84
Finish03	3	20	1	3	4	29	4	20	12	90	18	87
Total Time (h)	83		80		185		177		476		446
Total consumption (kWh)	3038,4		4338		7025,8		8271,8		17007,4		21394,6
Total cost (R$)	2613,02		3730,68		6042,19		7113,75		14626,36		18399,36

M i n i m i z e \sum_{m \in M} \sum_{i \in I} {c p}_{m} {(T P}_{i m} z_{i m} + {A P}_{i m} x_{i m}) + \sum_{n \in N} \sum_{i \in F} {c f}_{n} ({T F}_{i n} w_{i n} + {A F}_{i n} y_{i n})

M i n i m i z e \sum_{m \in M}^{} \sum_{i \in I}^{} {(T P}_{i m} z_{i m} + {A P}_{i m} x_{i m}) + \sum_{n \in N}^{} \sum_{i \in F}^{} ({T F}_{i n} w_{i n} + {A F}_{i n} y_{i n})

Brasil

Brasil

Energy consumption optimization in a printing company

Otimização do consumo energético em uma indústria gráfica

Abstract