Contributions based on mathematical programming to (re)balancing of an assembly line operating in degraded mode

Autor: Cavalli, Leonardo Torques
Přispěvatelé: Magatao, Leandro, Rodrigues, Luiz Carlos de Abreu, Siqueira, Paulo Henrique, Luders, Ricardo
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
Popis: O balanceamento de linhas de montagem por meio de modelos matemáticos surgiu como uma proposta para a otimização de linhas produtivas, resultando em aumento de produtividade, redução de gargalos produtivos dentre outras contribuições. Estes modelos visam equalizar os tempos de produção entre diferentes estações de trabalho e operadores, balanceando o sistema produtivo. Não suficiente, uma nova vertente do segmento de otimização de sistemas produtivos se mostrou de igualitária importância, qual seja o rebalanceamento de linhas de montagem. A presente dissertação se enquadra neste segmento, visto que tem como objetivo a obtenção de um modelo matemático e soluções para o rebalanceamento de uma linha de montagem operando em modo degradado de produção, ou seja, com estações de trabalho em modo de falha. O estudo realizado teve como base uma linha de montagem instalada na região de Curitiba/PR, a qual possui dois segmentos de produtos, nominados segmentos A e B. Dentro de cada um dos segmentos uma série de modelos de produtos são produzidos. Para tal objetivo, foram considerados os quatro modelos de produtos enquadrados no segmento A desta empresa. Esses quatro modelos representam a totalidade de produtos do segmento em questão. Partido deles, das características da linha existente, e sabendo que a linha de montagem já passou por um processo de otimização e balanceamento e opera desta maneira quando não há estações em falha, objetiva-se encontrar um modelo matemático e soluções para o rebalanceamento desta linha para quando a mesma operar em modo degradado, ou seja, quando uma, ou mais, de suas estações de trabalho entra(m) em modo de falha. Foram analisados os índices e históricos de falhas das sete estações presentes na linha de montagem e realizou-se, inicialmente, uma avaliação da influência de todas as estações de trabalho, individualmente, no tempo de ciclo da linha de montagem para, posteriormente, realizar os estudos para as duas estações com maior incidência de paradas por falhas: estações 1 e 3, gerando três cenários de estudo: estação 1 em modo de falha; estação 3 em modo de falha; e estações 1 e 3 em modo de falha simultaneamente. Tendo por base estes cenários apresentados, quatro estudos de caso foram realizados para a primeira fase de execução do modelo matemático, nos quais a possibilidade de realocação das tarefas foi mais/menos restritiva. Dentro de cada um dos estudos foram obtidas soluções para o rebalanceamento da linha para operar em modo degradado de produção. Para a segunda fase de execução do modelo, um estudo complementar ao abordado na primeira fase foi executado, buscando a minimização do número de alterações na linha de montagem dado um tempo de ciclo máximo permitido. Deste modo, disponibilizam-se condições de trabalho otimizadas para a linha, mesmo quando um modo degradado de operação se faz necessário. The balancing of assembly lines by mathematical models emerged as a viable proposal for production lines optimization, resulting in increased productivity, reduction of productive bottlenecks and other contributions. These models aim to equalize production times between workstations and workers, balancing the productive system. In addition, a new aspect of the production systems optimization segment proved to be of equal importance: the rebalancing of assembly lines. This research project fits into this segment, since it aims to obtain a mathematical model and solutions for the rebalancing of an assembly line operating in degraded mode of production, that is, with workstations in failure mode. This study was based on an assembly line installed in the region of Curitiba/PR; the line has two product segments, namely A and B. Within each segment, a series of product models are produced. For this project purpose, the four product models framed in A segment of this company were considered. These four models represent the totality of products in the A segment. This study aims to find a mathematical model and solutions for the rebalancing of this line for the operation in degraded mode, that is, when one (or more) workstation(s) goes(go) into failure mode. As a basic hypothesis, the studied assembly line has already undergone a process of optimization and balancing for normal conditions (without failure) and it operates in this way; thus, the characteristics of the existing line are known a priori. The historical data of failures of the seven stations in the assembly line were analyzed. First, the influence of workstations on the cycle time of the assembly line was evaluated, individually, in order to subsequently perform the studies for the two stations with the highest incidence of stopping failure conditions: stations 1 and 3. This fact generated three study scenarios: station 1 in failure mode; station 3 in failure mode; and stations 1 and 3 in failure mode, simultaneously. Based on these presented scenarios, four case studies took place, for the first phase of the mathematical model execution, in which the possibility of reallocating tasks was more / less restrictive. On the second phase of the model execution, a complementary study to the one addressed in the first phase was carried out, seeking to minimize the number of changes to the assembly line given a maximum allowed cycle time. Within each of the studies, the three scenarios presented were considered, leading to rebalancing solutions of the line operating in degraded mode of production.
Databáze: OpenAIRE
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