Thesis (M. Tech. (Engineering: Electrical)) -- Central University of technology, Free State, 2013 / The South African (SA) manufacturing industry requires developing similar levels of sophistication and expertise in automation as its international rivals to compete for global markets. To achieve this, manufacturing plants need to be managed extremely efficiently to ensure the quality of manufactured products and these plants must also have the relevant infrastructure. Furthermore, this industry must also compensate for rapid product introduction, product changes and short product lifespan. To support this need, this industry must engage in the current trend in automation known as reconfigurable manufacturing. The aim of the study is to develop a reconfigurable assembly system with enhanced control capabilities by utilizing virtual commissioning. In addition, this system must be capable of assembling multiple different products of a product range; reconfigure to accommodate the requirements of these products; autonomously reroute the product flow and distribute workload among assembly cells; handle erroneous products; and implement enhanced control methods. To achieve this, a literature study was done to confirm the type of components to be used, reveal design issues and what characteristics such a system must adhere to. Software named DELMIA was used to create a virtual simulation environment to verify the system and simultaneously scrutinize the methods of verification. On completion, simulations were conducted to verify software functions, device movements and operations, and the control software of the system. Based on simulation results, the physical system was built, and then verified with a multi agent system as overhead control to validate the entire system. The final results showed that the project objectives are achievable and it was also found that DELMIA is an excellent tool for system verification and will expedite the design of a system. By obtaining these results it is indicated that companies can design and verify their systems earlier through virtual commissioning. In addition, their systems will be more flexible, new products or product changes can be introduced more frequently, with minimum cost and downtime. This will enable SA manufacturing companies to be more competitive, ensure increased productivity, save time and so ensure them an advantage over their international competition.

在電腦整合製造（Computer Integrated Manufacturing）的系統中 ，資訊整合的良好與否，往往是系統成敗的關鍵所在。在現行組織中，常 常因為資訊的缺乏相互溝通，造成資訊的重覆製作，遂使得人力、時間經 常耗費在一些沒有價值的活動上，因而造成組織中的工作效率無法提升； 然而要真正瞭解組織中各個地區、各部單位到底擁有那些資訊，以及需求 那些資訊，並且將這些往來的資訊整合起來，卻是件相當不容易的事。為 達到此目的則端賴一完整的資訊流程（Information Flow）分析方法，並 參照電腦整合製造資訊流程參考模式（Reference Model ）來幫助我們尋 找及建立製造企業內正確的資訊流程。在本研究中，我們採用由上往下 （ Top-Down）的分析方式，並透過功能拆解（Functional Decomposition）的技術來分析電腦整合製造系統中資訊流程的關聯性， 最後再使用物件導向方法（Object-Oriented Method）來分析系統內細部 的資訊流程；經上述方式，我們發展出一套電腦整合製造系統資訊流程分 析方法，此方法中包含了分析進行的步驟與使用工具。此外，我們亦將依 據此套分析方法，試圖提出一套電腦整合製造資訊流程參考模式，以提供 分析時參考的依據，並驗證此套分析方法的可用性。

Capes / No contexto atual do setor industrial onde a competitividade é cada vez maior, reduzir as incertezas presentes durante o desenvolvimento de novos produtos se torna essencial. Para isso podem ser utilizados os modelos de referência do PDP (Processo de Desenvolvimento do Produto), os quais visam uma melhoria de projeto, facilitando seu desenvolvimento e reduzindo as incertezas. Alguns segmentos industriais exigem grandes investimentos iniciais para a produção do produto, podendo-se destacar o de injeção polimérica. Neste processo há uma aquisição inicial do molde de injeção, o qual é responsável por grande parcela dos custos finais do produto, sendo este indispensável à realização da etapa. Visto isso, a utilização de ferramentas que propiciem uma redução de incertezas torna-se de grande valia. Uma destas ferramentas é o software CAM, que rotineiramente é utilizado nas fases do projeto detalhado e preparação da produção. Utilizá-lo de maneira não tradicional, em auxílio a estimativa de custos, já nas fases iniciais do PDP pode trazer algumas vantagens ao desenvolvimento do projeto. Com isso busca-se identificar a contribuição do software CAM como ferramenta de auxílio na estimativa de custos para tomada de decisão na fase inicial do processo de desenvolvimento de produtos poliméricos injetados. Para a realização do trabalho, buscou-se avaliar as fases iniciais dos modelos de referência do PDP a fim de identificar as atividades dadas como essenciais ao processo. Com a identificação das fases, foram correlacionadas quais funcionalidades do software CAM auxiliam na realização das atividades na fase inicial do PDP. Com isso propôs-se uma metodologia para estimar os custos de fabricação do molde de injeção para a fase inicial do PDP. Realizou-se então um estudo de caso, variando-se o design do produto, no qual buscou-se identificar a contribuição do software CAM na estimativa dos custos de fabricação. Após a realização do estudo de caso, percebe-se que a ferramenta CAM pode auxiliar na fase inicial do projeto, pois a mesma favorece a seleção do design do produto a ser fabricado, visto que pode-se através do software CAM estimar os tempos e as ferramentas de usinagem necessárias à fabricação do molde de injeção. Nota-se ainda que esta ferramenta favorece a definição do portfólio de produtos através da estimativa dos custos para fabricação do molde. / In the current context of the industrial sector where competitiveness is increasing, reducing the uncertainties present during the development of new products becomes essential. For this reference model of the PDP, which aim to improve the design, facilitating their development and reducing uncertainty can be used. Some industries require large initial investment for the production of the product and may highlight the polymer injection. In this process, there is an initial purchase of injection mold, which is responsible for a large portion of the final cost of the product, which is essential to carry out the step. Seen that the use of tools that may reduce the uncertainties become very valuable. One of these tools is the CAM software, which is routinely used in the stages of detailed design and production preparation. Use it for non-traditional way, aid in the cost estimate, since in the early stages of the PDP can bring some advantages to the project development. Thus, we seek to identify the contribution of CAM software tool to aid in estimating costs for decision-making early in the development process injected polymer products. To conduct the study sought to evaluate the early stages of the reference models of the PDP in order to identify activities as essential given the process. With the identification of the phases of CAM, software features, which assist in performing the activities in the initial phase of the PDP, were correlated. With this proposed a methodology for estimating the costs of manufacturing injection mold for the initial phase of the PDP. Then performed a case study, varying the design of the product, in which we attempted to identify the contribution of CAM software in estimates of manufacturing costs. After the completion of the case study, it can be seen that the CAM tool can assist in the initial design stage, because it favors the selection of the design of the product being manufactured, as it can be through the CAM software to estimate the times and machining tools needed to manufacture the injection mold. Note also that this tool favors the definition of the product portfolio by estimating costs for mold manufacturing.

Capes / No contexto atual do setor industrial onde a competitividade é cada vez maior, reduzir as incertezas presentes durante o desenvolvimento de novos produtos se torna essencial. Para isso podem ser utilizados os modelos de referência do PDP (Processo de Desenvolvimento do Produto), os quais visam uma melhoria de projeto, facilitando seu desenvolvimento e reduzindo as incertezas. Alguns segmentos industriais exigem grandes investimentos iniciais para a produção do produto, podendo-se destacar o de injeção polimérica. Neste processo há uma aquisição inicial do molde de injeção, o qual é responsável por grande parcela dos custos finais do produto, sendo este indispensável à realização da etapa. Visto isso, a utilização de ferramentas que propiciem uma redução de incertezas torna-se de grande valia. Uma destas ferramentas é o software CAM, que rotineiramente é utilizado nas fases do projeto detalhado e preparação da produção. Utilizá-lo de maneira não tradicional, em auxílio a estimativa de custos, já nas fases iniciais do PDP pode trazer algumas vantagens ao desenvolvimento do projeto. Com isso busca-se identificar a contribuição do software CAM como ferramenta de auxílio na estimativa de custos para tomada de decisão na fase inicial do processo de desenvolvimento de produtos poliméricos injetados. Para a realização do trabalho, buscou-se avaliar as fases iniciais dos modelos de referência do PDP a fim de identificar as atividades dadas como essenciais ao processo. Com a identificação das fases, foram correlacionadas quais funcionalidades do software CAM auxiliam na realização das atividades na fase inicial do PDP. Com isso propôs-se uma metodologia para estimar os custos de fabricação do molde de injeção para a fase inicial do PDP. Realizou-se então um estudo de caso, variando-se o design do produto, no qual buscou-se identificar a contribuição do software CAM na estimativa dos custos de fabricação. Após a realização do estudo de caso, percebe-se que a ferramenta CAM pode auxiliar na fase inicial do projeto, pois a mesma favorece a seleção do design do produto a ser fabricado, visto que pode-se através do software CAM estimar os tempos e as ferramentas de usinagem necessárias à fabricação do molde de injeção. Nota-se ainda que esta ferramenta favorece a definição do portfólio de produtos através da estimativa dos custos para fabricação do molde. / In the current context of the industrial sector where competitiveness is increasing, reducing the uncertainties present during the development of new products becomes essential. For this reference model of the PDP, which aim to improve the design, facilitating their development and reducing uncertainty can be used. Some industries require large initial investment for the production of the product and may highlight the polymer injection. In this process, there is an initial purchase of injection mold, which is responsible for a large portion of the final cost of the product, which is essential to carry out the step. Seen that the use of tools that may reduce the uncertainties become very valuable. One of these tools is the CAM software, which is routinely used in the stages of detailed design and production preparation. Use it for non-traditional way, aid in the cost estimate, since in the early stages of the PDP can bring some advantages to the project development. Thus, we seek to identify the contribution of CAM software tool to aid in estimating costs for decision-making early in the development process injected polymer products. To conduct the study sought to evaluate the early stages of the reference models of the PDP in order to identify activities as essential given the process. With the identification of the phases of CAM, software features, which assist in performing the activities in the initial phase of the PDP, were correlated. With this proposed a methodology for estimating the costs of manufacturing injection mold for the initial phase of the PDP. Then performed a case study, varying the design of the product, in which we attempted to identify the contribution of CAM software in estimates of manufacturing costs. After the completion of the case study, it can be seen that the CAM tool can assist in the initial design stage, because it favors the selection of the design of the product being manufactured, as it can be through the CAM software to estimate the times and machining tools needed to manufacture the injection mold. Note also that this tool favors the definition of the product portfolio by estimating costs for mold manufacturing.