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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4372| Título: | Contribuições para o balanceamento de uma linha de manufatura robotizada por meio de programação matemática |
| Título(s) alternativo(s): | Contributions for the balancing of a robotized manufacturing line through mathematical programming |
| Autor(es): | Molina, Rafael Gobbi |
| Orientador(es): | Magatão, Leandro |
| Palavras-chave: | Balanceamento de linha de montagem Indústria automobilística - Curitiba, Região Metropolitana de (PR) Processos de fabricação - Automação Métodos de linha de montagem Robótica Soldagem elétrica - Automação Modelos matemáticos Pesquisa operacional Engenharia elétrica Assembly-line balancing Automobile industry and trade - Curitiba, Região Metropolitana de (PR) Manufacturing processes - Automation Assembly-line methods Robotics Electric welding - Automation Mathematical models Operations research Electric engineering |
| Data do documento: | 15-Jul-2019 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | MOLINA, Rafael Gobbi. Contribuições para o balanceamento de uma linha de manufatura robotizada por meio de programação matemática. 2019. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019. |
| Resumo: | A indústria automotiva tem como base de seu sistema produtivo linhas de produção orientadas ao produto, estruturas conhecidas como flowshop. Esta é uma metodologia produtiva que possui como objetivo principal uma elevada cadência (capacidade produtiva) ou, de modo complementar, um baixo tempo de ciclo para obtenção dos produtos. Porém, a alta cadência de produção frequentemente está associada a uma grande especificidade nos equipamentos da linha e a um alto custo de implementação. Este custo e especificidade de equipamentos obriga os profissionais envolvidos a desenvolverem maneiras de contornar a rigidez do sistema, capacitando-o a produzir a maior diversidade possível de produtos na mesma linha produtiva. A presente dissertação busca apresentar uma metodologia capaz de ajudar no processo de introdução de uma nova diversidade de veículo a uma linha produtiva já em funcionamento, especificamente na etapa de balanceamento da carga de trabalho de robôs que realizam solda ponto por resistência. No estudo de caso distribuiu-se 500 pontos de solda, em trinta e quatro robôs, alocados a oito estações de trabalho. Para o processo de balanceamento, foram realizadas adaptações a um modelo matemático presente na literatura, o qual foi desenvolvido em Programação Linear Inteira Mista. Objetivou-se que o modelo final fosse capaz de considerar aspectos inerentes ao layout da linha, como a simetria entre os robôs e o veículo, além de considerar aspectos inerentes às capacidades individuais de cada robô. Em adição ao balanceamento inicial dos pontos de solda, um projeto paralelo, de atualização de oito dos trinta e quatro robôs, gerou a necessidade de elaboração de uma segunda variante do modelo matemático. Esta, capaz de realizar uma distribuição temporária dos pontos de solda dos oito robôs que passariam pelo processo de atualização, mantendo intacta a distribuição dos pontos de solda dos vinte e seis robôs que não seriam atualizados, garantindo a aplicação de todos os pontos de solda designados para a linha produtiva durante o período em que os trabalhos paralelos de atualização da linha estariam acontecendo. Os resultados obtidos foram avaliados por especialistas do sistema, indicando a viabilidade das respostas sugeridas pela abordagem proposta. Apresenta-se, desta forma, uma metodologia para o auxílio à tomada de decisões operacionais que sugere resultados otimizados matematicamente para a distribuição dos pontos de solda nos diferentes robôs do sistema produtivo, respeitando-se condições práticas da linha produtiva em análise. |
| Abstract: | The automotive productive systems are generally based on production lines oriented to the product, a flow shop structure. The main objective of this productive system is an high throughput (productive \cadence") or, in a complementary way, the lowest cycle time for production. However, high throughput is usually associated with an elevated specificity of the line’s equipment and a high implementation cost. This cost and specificity forces the involved professionals to develop new ways to work around the system rigidity, allowing the production line to produce as many products as possible. This masters thesis presents a methodology capable of aiding the process of introducing a new vehicle model in a production line already in operation. Specifically, the focus is on the balancing of robots that perform spot welding tasks. In the case study, 500 weld spots were distributed in thirty-four robots, allocated to eight workstations. In the balancing process, adaptations were done in a Mixed-Integer Linear Programming mathematical model available in the literature. The final model needed to be able to consider the inherent aspects of the line layout, e.g., the symmetry between the robots and the vehicles, besides the inherent aspects of the individual capabilities of each robot. In addition to the initial weld spot balancing problem, a parallel project, which was seeking to update eight of the thirtyfour robots, showed the necessity of elaborating a second variant of the mathematical model. This variant was able to make a temporary distribution of the weld spots that were originally assigned to the eight robots under upgrade, keeping, at the same time, unaltered the weld spots distribution from the other 26 robots. In that way, the application of all weld spots assigned to the production line during the period in which line upgrade works was guarantied. The feasibility of the proposed answers were evaluated by system experts. Thus, a methodology for aiding the operational decision-making was proposed. This methodology suggests mathematically optimized results for the distribution of weld spots between the robots of the productive system, respecting the practical conditions of the production line under analysis. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4372 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
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