Thesis (M.S.)--Brigham Young University. School of Technology, 2004. / Includes bibliographical references (p. 61-62).

Bibliography: leaves 172-184. An analytical approach to the integrated problems of designing the dynamic cellular manufacturing systems layout concurrently with its material flow (handling) requirements, in such a manner that minimises the material handling within the system. The proposed strategy encourages the design of a dynamic layout to identify simultaneously the machine groups, economical machine distribution, and intracell and intercell layouts.

A concorrência nos mercados mundiais impõe a necessidade de aumento da eficiência das empresas que desejam assumir posições de liderança nos segmentos em que atuam. Neste ínterim, o balanceamento de linha de montagem assume papel fundamental ao permitir a eficiente utilização dos recursos produtivos visando à realização dos objetivos estratégicos. Esta dissertação aborda o balanceamento de linhas de montagem uni-modelo e mistas. Primeiramente, objetiva-se amenizar os impactos causados pela introdução de novos produtos em linhas de produção. Apoiada na integração da ferramenta Delphi a uma nova heurística de balanceamento uni-modelo, a sistemática foi aplicada em uma empresa de produção puxada com lote unitário de fabricação cuja linha de montagem é sujeita à introdução de novos produtos. Os resultados obtidos foram considerados satisfatórios em comparação à tradicional heurística de balanceamento de linha de montagem. Na sequência, objetivou-se atenuar as restrições de capacidade produtiva nas estações de trabalho de linhas de montagem mistas sujeitas a diversos mix de produtos, com a finalidade de incrementar a eficiência e capacidade produtiva da linha. O incremento da capacidade produtiva, a redução do ciclo de fabricação, o aumento da eficiência de balanceamento foram considerados satisfatórios na aplicação da heurística em uma linha de montagem mista que produz 7 modelos de produtos. / Companies aiming to assume leadership positions are required to increase their effectiveness due to competitive global markets. Thus, assembly line balancing plays a critical role in the efficient utilization of productive resources for achieving strategic goals. This dissertation focuses on the balancing of both single and mixed model assembly lines. The first goal is to mitigate impacts derived from the introduction of new products into the assembly line by associating the Delphi method with a new single-model balancing heuristic; such an approach was applied to a new product in a one-piece flow, pulled production company. Results were taken as satisfactory when compared with a traditional assembly line balancing heuristic. Next, we intended to attenuate capacity restrictions in workstations of assembly lines exposed to several combinations of products with the purpose of increasing the assembly line efficiency. The results were considered satisfactory, when aspects of production capacity, manufacturing cycle time and assembly line balancing were evaluated in a mixed assembly line with seven different products.

O Problema de Balanceamento e Sequenciamento de Linhas de Montagem com Tempos de Setup dependentes da Sequência (SUALBSP, em inglês Setup Assembly Line Balancing and Scheduling) envolve a atribuição de tarefas às estações de trabalho e o sequenciamento destas tarefas dentro da estação à qual foi atribuída. Trabalhos anteriores propuseram soluções heurísticas com excelentes resultados, porém o uso de métodos exatos, por meio de algum resolvedor de Programação Inteira Mista, tem apresentado desempenhos decepcionantes, pois contém um subproblema NP-hard em todas as estações. Enquanto o modelo de Scholl, Boysen e Fliedner (2013) minimiza prioritariamente o número de estações, o modelo proposto neste trabalho parte da premissa que este é um dado definido. A partir de uma estimativa inicial de número de estações, processa-se o modelo com o objetivo de distribuir as tarefas e minimizar o tempo total de estação, que é o segundo objetivo do modelo original. Se este processamento for infactível, incrementa-se o número de estações em uma unidade e reprocessa-se o modelo até se encontrar um resultado factível. Experimentos computacionais em 101 instâncias de dados confirmam o bom desempenho da abordagem proposta, sem qualquer prejuízo à qualidade da solução. Portanto, os resultados apresentados demonstram que há espaço para estudos futuros a partir do uso de matheurísticas. / The Setup Assembly Line Balancing and Scheduling Problem (SUALBSP) involves the assigning of tasks to workstations and the sequencing of these tasks within the station to which they are assigned. Previous work has proposed heuristic solutions with excellent results, but the use of exact methods, by some Mixed-Integer Programming solver, has shown disappointing performance, because it contains an NP-hard sub problems in every station. While the model proposed by Scholl, Boysen and Fliedner (2013) primarily minimizes the numbers of stations, our model assumes it as a parameter. From an initial estimate of the number of stations, we process the model for allocating tasks and minimize station times, which is the second objective of the original model. If this processing is infeasible, we increase the number of stations by one unit and we reprocess the model to find a feasible result. Computational experiments in 101 instances of data set confirm the good performance of the proposed approach, without harming the quality of the solution. Therefore, the results show that there are opportunities for future studies based on the use of matheuristics.

A concorrência nos mercados mundiais impõe a necessidade de aumento da eficiência das empresas que desejam assumir posições de liderança nos segmentos em que atuam. Neste ínterim, o balanceamento de linha de montagem assume papel fundamental ao permitir a eficiente utilização dos recursos produtivos visando à realização dos objetivos estratégicos. Esta dissertação aborda o balanceamento de linhas de montagem uni-modelo e mistas. Primeiramente, objetiva-se amenizar os impactos causados pela introdução de novos produtos em linhas de produção. Apoiada na integração da ferramenta Delphi a uma nova heurística de balanceamento uni-modelo, a sistemática foi aplicada em uma empresa de produção puxada com lote unitário de fabricação cuja linha de montagem é sujeita à introdução de novos produtos. Os resultados obtidos foram considerados satisfatórios em comparação à tradicional heurística de balanceamento de linha de montagem. Na sequência, objetivou-se atenuar as restrições de capacidade produtiva nas estações de trabalho de linhas de montagem mistas sujeitas a diversos mix de produtos, com a finalidade de incrementar a eficiência e capacidade produtiva da linha. O incremento da capacidade produtiva, a redução do ciclo de fabricação, o aumento da eficiência de balanceamento foram considerados satisfatórios na aplicação da heurística em uma linha de montagem mista que produz 7 modelos de produtos. / Companies aiming to assume leadership positions are required to increase their effectiveness due to competitive global markets. Thus, assembly line balancing plays a critical role in the efficient utilization of productive resources for achieving strategic goals. This dissertation focuses on the balancing of both single and mixed model assembly lines. The first goal is to mitigate impacts derived from the introduction of new products into the assembly line by associating the Delphi method with a new single-model balancing heuristic; such an approach was applied to a new product in a one-piece flow, pulled production company. Results were taken as satisfactory when compared with a traditional assembly line balancing heuristic. Next, we intended to attenuate capacity restrictions in workstations of assembly lines exposed to several combinations of products with the purpose of increasing the assembly line efficiency. The results were considered satisfactory, when aspects of production capacity, manufacturing cycle time and assembly line balancing were evaluated in a mixed assembly line with seven different products.

Orientador: Fernando Augusto Silva Marins / Banca: José Roberto Dale Luche / Banca: Roberto Campos Leoni / Resumo: O objetivo geral da pesquisa foi desenvolver um modelo de simulação a eventos discretos para ser aplicado ao balanceamento de uma linha de montagem de componentes numa empresa do setor automotivo, buscando aumentar a produtividade da linha e utilizando menores quantidades de insumos. Na situação estudada há muitos elementos com comportamento estocástico, que podem influenciar na produtividade da linha, além da diversidade de insumos que abastecem a montagem, o que torna o balanceamento da linha uma tarefa complexa e favorece o uso da Simulação como procedimento de solução. Na modelagem conceitual do problema estudado adotou-se o método IDEF-SIM e para a simulação foi utilizado o software ProModel®. Como resultados tem-se um modelo conceitual e implementado para uma linha de montagem que possibilitou informações interessantes sobre o problema, tais como: juntar funções de dois postos de trabalhos, eliminar excesso de movimentação e eliminar gargalos / Abstract: The overall objective of the research was to develop a simulation model discrete event to be applied to balancing an assembly line components in automotive company, seeking to increase line productivity and using lower amounts of inputs. In the situation studied for many elements with stochastic behavior, which may influence the productivity of the line beyond the range of products that supply assembly, which makes the balancing line a complex task and promotes the use of the simulation procedure as a solution. In conceptual modeling of the studied problem adopted the IDEF-SIM method and for the simulation we used the ProModel® software. As results has a conceptual model and implemented for an assembly line that has enabled interesting information about the problem, such as joining functions of two posts jobs, eliminate excess movement and eliminate bottlenecks / Mestre

O Problema de Balanceamento e Sequenciamento de Linhas de Montagem com Tempos de Setup dependentes da Sequência (SUALBSP, em inglês Setup Assembly Line Balancing and Scheduling) envolve a atribuição de tarefas às estações de trabalho e o sequenciamento destas tarefas dentro da estação à qual foi atribuída. Trabalhos anteriores propuseram soluções heurísticas com excelentes resultados, porém o uso de métodos exatos, por meio de algum resolvedor de Programação Inteira Mista, tem apresentado desempenhos decepcionantes, pois contém um subproblema NP-hard em todas as estações. Enquanto o modelo de Scholl, Boysen e Fliedner (2013) minimiza prioritariamente o número de estações, o modelo proposto neste trabalho parte da premissa que este é um dado definido. A partir de uma estimativa inicial de número de estações, processa-se o modelo com o objetivo de distribuir as tarefas e minimizar o tempo total de estação, que é o segundo objetivo do modelo original. Se este processamento for infactível, incrementa-se o número de estações em uma unidade e reprocessa-se o modelo até se encontrar um resultado factível. Experimentos computacionais em 101 instâncias de dados confirmam o bom desempenho da abordagem proposta, sem qualquer prejuízo à qualidade da solução. Portanto, os resultados apresentados demonstram que há espaço para estudos futuros a partir do uso de matheurísticas. / The Setup Assembly Line Balancing and Scheduling Problem (SUALBSP) involves the assigning of tasks to workstations and the sequencing of these tasks within the station to which they are assigned. Previous work has proposed heuristic solutions with excellent results, but the use of exact methods, by some Mixed-Integer Programming solver, has shown disappointing performance, because it contains an NP-hard sub problems in every station. While the model proposed by Scholl, Boysen and Fliedner (2013) primarily minimizes the numbers of stations, our model assumes it as a parameter. From an initial estimate of the number of stations, we process the model for allocating tasks and minimize station times, which is the second objective of the original model. If this processing is infeasible, we increase the number of stations by one unit and we reprocess the model to find a feasible result. Computational experiments in 101 instances of data set confirm the good performance of the proposed approach, without harming the quality of the solution. Therefore, the results show that there are opportunities for future studies based on the use of matheuristics.

O Problema de Balanceamento e Sequenciamento de Linhas de Montagem com Tempos de Setup dependentes da Sequência (SUALBSP, em inglês Setup Assembly Line Balancing and Scheduling) envolve a atribuição de tarefas às estações de trabalho e o sequenciamento destas tarefas dentro da estação à qual foi atribuída. Trabalhos anteriores propuseram soluções heurísticas com excelentes resultados, porém o uso de métodos exatos, por meio de algum resolvedor de Programação Inteira Mista, tem apresentado desempenhos decepcionantes, pois contém um subproblema NP-hard em todas as estações. Enquanto o modelo de Scholl, Boysen e Fliedner (2013) minimiza prioritariamente o número de estações, o modelo proposto neste trabalho parte da premissa que este é um dado definido. A partir de uma estimativa inicial de número de estações, processa-se o modelo com o objetivo de distribuir as tarefas e minimizar o tempo total de estação, que é o segundo objetivo do modelo original. Se este processamento for infactível, incrementa-se o número de estações em uma unidade e reprocessa-se o modelo até se encontrar um resultado factível. Experimentos computacionais em 101 instâncias de dados confirmam o bom desempenho da abordagem proposta, sem qualquer prejuízo à qualidade da solução. Portanto, os resultados apresentados demonstram que há espaço para estudos futuros a partir do uso de matheurísticas. / The Setup Assembly Line Balancing and Scheduling Problem (SUALBSP) involves the assigning of tasks to workstations and the sequencing of these tasks within the station to which they are assigned. Previous work has proposed heuristic solutions with excellent results, but the use of exact methods, by some Mixed-Integer Programming solver, has shown disappointing performance, because it contains an NP-hard sub problems in every station. While the model proposed by Scholl, Boysen and Fliedner (2013) primarily minimizes the numbers of stations, our model assumes it as a parameter. From an initial estimate of the number of stations, we process the model for allocating tasks and minimize station times, which is the second objective of the original model. If this processing is infeasible, we increase the number of stations by one unit and we reprocess the model to find a feasible result. Computational experiments in 101 instances of data set confirm the good performance of the proposed approach, without harming the quality of the solution. Therefore, the results show that there are opportunities for future studies based on the use of matheuristics.

A concorrência nos mercados mundiais impõe a necessidade de aumento da eficiência das empresas que desejam assumir posições de liderança nos segmentos em que atuam. Neste ínterim, o balanceamento de linha de montagem assume papel fundamental ao permitir a eficiente utilização dos recursos produtivos visando à realização dos objetivos estratégicos. Esta dissertação aborda o balanceamento de linhas de montagem uni-modelo e mistas. Primeiramente, objetiva-se amenizar os impactos causados pela introdução de novos produtos em linhas de produção. Apoiada na integração da ferramenta Delphi a uma nova heurística de balanceamento uni-modelo, a sistemática foi aplicada em uma empresa de produção puxada com lote unitário de fabricação cuja linha de montagem é sujeita à introdução de novos produtos. Os resultados obtidos foram considerados satisfatórios em comparação à tradicional heurística de balanceamento de linha de montagem. Na sequência, objetivou-se atenuar as restrições de capacidade produtiva nas estações de trabalho de linhas de montagem mistas sujeitas a diversos mix de produtos, com a finalidade de incrementar a eficiência e capacidade produtiva da linha. O incremento da capacidade produtiva, a redução do ciclo de fabricação, o aumento da eficiência de balanceamento foram considerados satisfatórios na aplicação da heurística em uma linha de montagem mista que produz 7 modelos de produtos. / Companies aiming to assume leadership positions are required to increase their effectiveness due to competitive global markets. Thus, assembly line balancing plays a critical role in the efficient utilization of productive resources for achieving strategic goals. This dissertation focuses on the balancing of both single and mixed model assembly lines. The first goal is to mitigate impacts derived from the introduction of new products into the assembly line by associating the Delphi method with a new single-model balancing heuristic; such an approach was applied to a new product in a one-piece flow, pulled production company. Results were taken as satisfactory when compared with a traditional assembly line balancing heuristic. Next, we intended to attenuate capacity restrictions in workstations of assembly lines exposed to several combinations of products with the purpose of increasing the assembly line efficiency. The results were considered satisfactory, when aspects of production capacity, manufacturing cycle time and assembly line balancing were evaluated in a mixed assembly line with seven different products.

Nos últimos tempos, as empresas de manufatura tiveram profundas alterações nos ambientes de atuação promovendo novos desafios, como atender aos clientes atingindo melhores resultados. Fatores como estes conduzem as organizações a adaptações significativas, redefinindo as estratégias básicas de manufatura, de maneira a se reposicionar, formando uma condição competitiva, sejam nos serviços e processos fabris. Um dos processos frequentes nas organizações são as montagens, e por isto teve foco neste trabalho. Este trabalho teve como objetivo definir uma sistemática de controle da velocidade do motor de uma linha de montagem para aumentar a produtividade. Esta sistemática foi estabelecida por meio de agregação de tecnologias robustas, capazes de incorporar vantagens competitivas no ambiente da manufatura. Esta aplicação foi definida em um modelo de produção com amplo leque de materiais, com um portfólio de produtos diversificado, com flutuações de demanda, complexas combinações de mix e singularidade operacional. Para atingir este resultado, diversas áreas de conhecimentos foram pesquisadas, como por exemplo, os pilares da manufatura competitiva associados aos modelos customizados, o dimensionamento das atividades dos montadores por meio dos tempos de processos, o rendimento deles diante dos fatores temporais e as características correlatas envolvidas junto ao ambiente de trabalho. O rendimento dos montadores, por sua vez, requereu pesquisas junto ao ambiente de montagem. Com base nestes conhecimentos foi aplicado a lógica `fuzzy como instrumento de formação do controle, obtendo dois significativos ganhos: a redução dos tempos de montagens nas operações, minimizando os tempos ociosos decorrente ao processo e a diversificação do mix e volume do portfólio de produtos. O outro ganho obtido esta associado ao efeito do rendimento humano dos montadores. Este foi equalizado com as atividades produtivas durante o decorrer da jornada de trabalho. Devido ao perfil do processo singular, com notórias características de manufatura customizada e com diversas combinações de produtos na sequência de montagem, a redução dos tempos foi quantificada por meio de um modelo de simulação de manufatura discreta, elaborado com o software ARENA*, que comprovou um ganho de produtividade na ordem de 4%. Validando assim o empregando a lógica `fuzzy do tipo 1 para a sistemática do controle do motor da linha de montagem de eixos para veículos comerciais. / Recently, manufacturing companies have had profound changes in work environments promoting new challenges such as serving customers reaching best results. Factors like these leading organizations to significant adjustments, redefining the basic strategies of manufacturing in order to reposition itself, forming a competitive condition, whether in services and manufacturing. One of the processes in organizations are frequent assemblies, and therefore had focus in this work. This study aimed to define a systematic control of motor speed of an assembly line to increase productivity. This system was established through aggregation of robust technologies, capable of incorporating competitive advantages in the manufacturing environment. This application has been defined in a production model with wide range of materials, with a diversified product portfolio with demand fluctuations, complex combinations of mix and operational uniqueness. To achieve this result, various areas of expertise were researched, as for example, the pillars of competitive manufacturing customized templates associated with the dimensioning of the assemblers activities through times of processes, the yield on these factors and temporal characteristics related involved with the working environment. The yield of the assemblers in turn, applied to the environment surveys assembly. Based on this knowledge was applied to `fuzzy logic as a tool for training control, obtaining two significant gains: reducing assembly time operations, minimizing downtime due to process and the diversity and volume of the product portfolio. The other observed gain associated with this income effect of human assemblers. This was equalized with productive activities during the course of the workday. Due to the unique profile of the process, with notorious features custom manufacturing and with various combinations of products in the assembly sequence, the time reduction was quantified through a simulation model of discrete manufacturproductivity gain in the order of the 4%. Validating thus the employing `fuzzy logic of type 1 for the systematic control of the engine assembly line of axles for commercial vehicles.