O sistema produtivo de fabricação de cilindros de laminação de aço plano é caracterizado por uma produção complexa e sob encomenda. A concorrência entre os fabricantes deste produto é de nível global. Devido a isto, o atendimento de entrega dos cilindros ao cliente é fundamental, pois qualquer atraso paralisa a linha de produção das principais siderúrgicas mundiais (Arcelor, CSN, Usiminas, Posco, Hylsa, Ussteel, Dofasco, Corus, Mittal, etc) ocasionando grandes prejuízos. A Aços Villares S.A. é o terceiro maior fabricante mundial deste produto, exportando cerca de 80% de sua produção para as principais siderúrgicas. Para que o processo de exportação ocorra normalmente é importante que a assertividade do processo produtivo tenha um excelente desempenho, para que o cliente final receba o produto no prazo acordado. Portanto o objetivo principal deste trabalho foi apresentar a aplicação dos conceitos da Teoria das Restrições, Programação Linear Inteira (PLI) e Simulação em um modelo integrado com a finalidade de melhorar o atendimento de prazo junto aos clientes. Como resultado, obteve-se a otimização do processo produtivo, com o foco no gerenciamento da restrição, que ocasiona a redução das filas de espera e do lead time, melhorando o atendimento ao cliente em uma empresa de produção não seriada.