Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2733.pdf: 1056937 bytes, checksum: 42fea813ed397029b2e24a21fad4ea51 (MD5) Previous issue date: 2006-10-15 / The production sequencing is an area of great importance in Production Planning and Control, because businesses are looking for higher productivity and competitivity, in order to meet the demands and expectations of their respective markets. To hasten and to be flexible the production processes through efficient production sequencing contributes to satisfy this market. Simulation technologies have been used to model, plan and control complex manufacturing systems. To accomplish the production sequencing in these environments, with the support of the simulation, it is necessary to reduce the total amount of simulated scenarios and evaluate the simulation results. Artificial Intelligence techniques can help these tasks. This work has proposed an intelligent system for production sequencing, supported by simulation techniques and Artificial Intelligence. This goal is based on ideas already studied in the research group of the Computer Science Department at Federal University of São Carlos. The system was implanted and many tests were accomplished. First, some sequences are selected with products that are able to enter the production system. Then the sequences are simulated and, forward, put on action an estimate process that classifies them. To run the tests was considered a specific Flexible Manufacturing System (FMS). / O seqüenciamento da produção é uma área de fundamental importância dentro do Planejamento e Controle da Produção, pois empresas buscam alta produtividade e competitividade, visando atender as expectativas do seu mercado consumidor. Tornar ágeis e flexíveis os processos produtivos, por meio de um eficiente seqüenciamento da produção, contribui muito para satisfazer este mercado. Tecnologias de simulação têm sido utilizadas para modelar, planejar e controlar ambientes complexos de manufatura. Para realizar o seqüenciamento da produção nesses ambientes, com a ajuda de simulação, é necessário reduzir a quantidade total de cenários simulados e avaliar os resultados da simulação. Técnicas de Inteligência Artificial podem auxiliar nessas tarefas. Este trabalho teve como proposta desenvolver um sistema inteligente para o seqüenciamento da produção, com a ajuda de técnicas de simulação e Inteligência Artificial. Tal objetivo se apoiou em técnicas já trabalhadas no grupo de pesquisa do Departamento de Computação da Universidade Federal de São Carlos. O sistema foi implementado e diversos testes foram realizados. Inicialmente, são selecionadas algumas seqüências com produtos que estão aptos a entrar no sistema produtivo. Simulam-se tais seqüências e, em seguida, aciona-se um processo de avaliação que as classifica. Para a realização dos testes foi considerado um Sistema Flexível de Manufatura (FMS) específico.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:49:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMGF.pdf: 1157210 bytes, checksum: 0683119dc88c489ab21362447d7a419c (MD5) Previous issue date: 2001-11-19 / Universidade Federal de Minas Gerais / This work presents a new concept in Production Management field: Manufacturing Management Strategical Paradigms (MaMSPs). The main MaMSPs are identified: Modern Mass Production (MMP), Lean Manufaturing (LM), Responsive Manufacturing (RM), Mass Customization (MC) and Agile Manufacturing (AM). Relationships between these paradigms and manufacturing strategic goals and between the paradigms and important aspects o Production Control are proposed, providing a strategic approach to Production Management. Regarding each specific paradigm, this work reaches some important goals: it shows that Mass Production is still used in brazilian shoe industry, with some differences regarding Fordism. Relating LM, a literature review on this matter is structured according to four key elements of all MaMSP. Regarding RM, we propose a new methodology for design and implementation of RM. This methodology focuses on Production Control activities, which we consider the key to reach responsiveness. Regarding MC and AM we differentiate these paradigms. This differentiation contributes to diminish some concepts confusion about these paradigms. In this work we also propose two other methodologies: i) to identify the MaMSP used for a company; ii) to identify the most suitable MaMSP for a company. Both methodologies are illustrated in six case studies on brazilian shoe industry. Using both methodologies in a coordinated way provides a correct strategic position for companies. Finally, we conclude that this work contributes with Production Management field through the proposition of some methodologies regarding Manufacturing Strategy and Production Planning and Control. / O presente trabalho apresenta o conceito de Paradigmas Estratégicos de Gestão da Manufatura (PEGEMs), analisando os principais PEGEMs existentes atualmente em Gestão da Produção: Manufatura em Massa Atual (MMA), Manufatura Enxuta (ME), Manufatura Responsiva (MR), Customização em Massa (CM) e Manufatura Ágil (MA). Os PEGEMs fornecem uma visão estratégica à Gestão da Produção, uma vez que apresentamos um modelo que relaciona estes paradigmas a objetivos estratégicos da manufatura, bem como apresentamos um relacionamento entre os PEGEMs e importantes aspectos do Controle da Produção. Com relação a cada PEGEM especificamente esta tese cumpre alguns objetivos importantes. Mostra que a MMA ainda é utilizada na indústria de calçados brasileira, com algumas características diferentes da Manufatura em Massa Fordista. Referente à ME esta tese estrutura este paradigma de acordo com os quatro elementos chave dos PEGEM. Com relação à MR, este trabalho apresenta uma proposta inédita para o projeto e implementação deste paradigma em empresas. Esta proposta foca as atividades de Controle da Produção, as quais acreditamos serem vitais para a responsividade. Referente à CM e à MA, este trabalho apresenta uma distinção clara entre esses dois paradigmas, a qual não aparece na literatura e serve para verificar que cada um deles está focado em objetivos estratégicos diferentes, formando portanto dois PEGEMs diferentes. Para complementar esta tese, são propostas metodologias para se identificar o PEGEM que uma empresa utiliza, bem como o PEGEM mais adequado para determinada empresa. Ambas as metodologias são ilustradas e verificadas em seis estudos de caso na indústria de calçados. A utilização conjunta das duas metodologias permite um correta posicionamento estratégico da empresa. Finalmente podemos dizer que, por meio das propostas apresentadas, esta tese traz importantes contribuições ao preenchimento de uma lacuna na Gestão da Produção que é a falta de integração entre Estratégia da Produção e Planejamento e Controle da Produção.

Os controles de produção e qualidade executados no canteiro de obras têm sido frequentemente associados a trâmites burocráticos, sendo limitados a tarefas administrativas, em lugar de adicionar valor para os clientes internos e externos. Por esta razão, diversas pesquisas propuseram abordagens e indicadores para a integração entre controles de produção e qualidade. Uma das abordagens apontadas na literatura como promissora consiste no uso de dispositivos móveis, para apoiar a implementação destes controles. Tais dispositivos permitem a gestão de grandes quantidades de informações, evitando retrabalhos e erros derivados da coleta manual no papel e transcrição posterior para dispositivos digitais. Outros esforços têm se focado na integração entre os modelos de processo e produto de forma que a informação possa ser utilizada de forma mais eficaz na fase de construção. Os modelos de processo são necessários para realizar o planejamento e controle da produção, enquanto os modelos do produto são relacionados a representações 2D e 3D das obras e, mais recentemente, a modelos BIM. No entanto, a literatura sobre o uso de tecnologia da informação para implementar sistemas integrados de controle da produção e da qualidade é escassa. O objetivo do presente trabalho consiste em desenvolver um modelo para a integração entre processos gerenciais, representados pelos sistemas de planejamento e controle da produção e de gestão da qualidade, e um modelo BIM do produto, buscando facilitar o acompanhamento da execução da obra, incluindo o desempenho em termos de qualidade e a ocorrência de perdas. Foram desenvolvidos dois estudos empíricos em diferentes empresas construtoras, sendo adotada a abordagem metodológica da design science research. A principal contribuição deste trabalho está relacionada à execução da integração entre os resultados de controles pró-ativos no canteiro e o modelo BIM do empreendimento de forma sistemática. Além disso, o modelo proposto tem a possibilidade de ser adaptado para usos diversos, podendo, assim, incorporar informações correspondentes a outras fases do ciclo de vida dos empreendimentos construtivos. / Production and quality controls undertaken in construction sites have often been associated to bureaucratic procedures, being limited to simple administrative tasks, instead of adding value for internal and external stakeholders. For that reason, some research studies have proposed approaches and indicators for the integration of production and quality controls. One of these approaches pointed out in the literature is the use of mobile devices, to support the implementation of those controls. Those devices allow the management of large information batches, reducing rework and errors derived from manual paper-based data collection and further transcription to digital media. Other efforts have focused on the integration between product and process models so that information can be more effectively used during the construction phase of the project. Process models are necessary for carrying out production planning and control, while product models are concerned with 2D or 3D design, and, most recently, with BIM models. Nonetheless, the literature on the use of information technology for implementing integrated production and quality control is scarce. The aim of this research work is to develop a model for the integration of management processes, composed by production planning, control and quality management processes, and a BIM product model, in order to facilitate the monitoring of project execution, including the performance in terms of quality and the occurrence of waste. Two empirical studies were carried out in different construction companies, using the design science research approach. The main contributions of this investigation are related to the integration between some proactive control results and the BIM model in a systematic way. Furthermore, the proposed model has the possibility to be adapted for diverse uses, such as incorporating information from different phases of the construction project life cycle.

Os requisitos de manufatura industrial apontam uma necessidade de reconfiguração e reprogramação do fluxo de processo, a fim de atender modificações no produto com as mudanças dos requisitos de mercado. Estas mudanças implicam em alterações no processo de fabricação, o que, em muitos casos, significa alterar o leiaute, reprogramar controladores, modificar acoplamentos e interfaceamentos, etc. Os tamanhos dos lotes de produção estão ficando menores e a variedade de produtos em uma mesma linha tem aumentado. Isto torna o tempo de preparação dos dispositivos de manufatura fator crucial na formação do custo final. Dispositivos com mais autonomia, capazes de se autogerenciar e que permitam uma troca rápida de funcionalidades passam a serem desejados em um ambiente de manufatura, onde os sistemas convencionais com programação centralizada, sequência definida no controlador central e arranjo de funcionalidades fixas deixam a desejar. Orientação a serviços é um conceito que propõe a descentralização do controle e a disposição de componentes de forma a se agruparem virtualmente e formar novos dispositivos, com novas funcionalidades, otimizando investimento, recurso e tempo de produção. Nesta abordagem os equipamentos passam a se comportar como agentes de manufatura, em um universo de multi-agentes, que negociam entre si o processo requerido, propiciando o atendimento à variação de produto e dispondo de um número maior de funcionalidades, o que reduz o tempo de troca de processos. Um estudo de caso de um sistema orientado a serviços, sob uma plataforma multi-agentes, é proposto neste trabalho, buscando fornecer subsídios para a análise de desempenho e potencialidades deste conceito. / The industrial manufacturing requirements indicate a need for reconfiguration and reprogramming of process flow in order to meet changes in the product with the changing market requirements. These changes imply changes in the manufacturing process, which in many cases, means changing the layout, reprogram controllers, modify interfaces and couplings etc. The production lot sizes are getting smaller and the variety of products in the same line has increased. This makes the preparation time of manufacturing devices crucial factor in the formation of the final cost. Devices with more autonomy, able to manage themselves and allow a rapid exchange of features are to be desired in a manufacturing environment, where conventional systems with centralized scheduling, sequence defined in the central controller and array of features still fall short. Service orientation is a concept that proposes to decentralize the control and disposition of components in order to regroup virtually and form new devices with new features, optimizing investment, resource and production time. In this approach the devices start to act as agents of manufacturing, in a universe of multi-agents, who negotiate among themselves the process required, providing care for the product variation and having a greater number of features, which reduces the switching time processes. A case study of system-oriented services, under a multi-agent platform is proposed in this work, aiming to provide tools for performance analysis and potential of the concept.

A concorrência nos mercados mundiais impõe a necessidade de aumento da competitividade das empresas que desejam assumir posições de liderança nos segmentos em que atuam. Neste ínterim, a programação de tarefas contribui para que as empresas promovam a eficiente utilização dos recursos produtivos visando a realização de seus objetivos estratégicos. Esta dissertação enfoca a programação de tarefas em máquinas paralelas não-relacionadas e com tempos de setup dependentes da sequência de processamento. Primeiramente é abordado o objetivo de minimização do atraso total e do tempo total para a conclusão de um conjunto de tarefas, através de uma heurística de três etapas que (i) ordena as tarefas pelo WSPT (Weighted Shortest Processing Time), (ii) aloca as tarefas às máquinas e (iii) aprimora a solução proposta pela etapa (ii) através de Tabu Search. Quando aplicada em um ambiente de manufatura real composto por duas máquinas paralelas não-relacionadas no processo de metalização de filmes plásticos em alto vácuo, a heurística resulta em um desvio de 1,1% para o tempo total de processamento das tarefas e 4,6% para o atraso total, em comparação ao resultado ótimo obtido por enumeração. Na sequência, o objetivo passa a ser a minimização simultânea do atraso e do adiantamento das tarefas através de uma heurística de três etapas que (i) caracteriza o conjunto de tarefas por um conjunto de métricas, (ii) aloca as tarefas às máquinas através de uma versão modificada do ATCS (Apparent Tardiness Cost with Setup) de Lee e Pinedo (1997), e (iii) aprimora a solução final com Tabu Search. A aplicação em dados reais resulta em 14% de desvio em relação à solução ótima obtida por enumeração. Quando aplicada em cenários com data de entrega, tempos de processamento e setup simulados, a heurística resulta em desvio médio de 18% da solução ótima gerada por enumeração para pelo menos 70% das simulações. / The competition in worldwide markets lead the companies to increase the competitiveness in order to take leading positions in their industries. In this sense, scheduling plays an important role leading the companies to reach their strategic goals through efficient utilization of manufacturing resources. This dissertation focuses on the scheduling unrelated parallel machines with sequence dependent setup times. First goal is to minimize the completion time and total weighted tardiness, through a three phase heuristic which (i) sort the jobs with WSPT, (ii) allocate the jobs to the machines and (iii) improve final solution with Tabu Search. Once applied to a real manufacturing environment composed by two unrelated parallel machines, in high vacuum plastic films metallisation process, the heuristic results in 1.1% of deviation from total weighted completion time and 4.6% of deviation from weighted tardiness, in relation to the optimal solution obtained from total enumeration. Next goal is the simultaneous minimization of weighted earliness and tardiness, through a three phase heuristic which (i) characterize the jobs, (ii) allocate the jobs to the machines with a modified version of Lee and Pinedo’s (1997) ATCS and (iii) improve final solution with Tabu Search. The application in real data results in 14% of deviation from the optimal solution obtained by enumeration. When applied to simulated scenarios of due date, processing and setup time, the heuristic results in average deviation of 18% from optimal solution obtained by enumeration to at least 70% of the simulations.

A presente dissertação propõe novas abordagens para seleção de variáveis com vistas à formação de grupos representativos de observações. Para tanto, sugere um novo índice de importância das variáveis apoiado nos parâmetros oriundos da Análise de Componentes Principais (APC), o qual é integrado a uma sistemática do tipo forward para seleção de variáveis. A qualidade dos agrupamentos formados é medida através do Silhouette Index. Um estudo de simulação é projetado para avaliar a robustez e o desempenho da sistemática proposta em dados com diferentes níveis de correlação, ruído e número de observações a serem clusterizadas. Na sequência, é apresentada uma versão modificada da sistemática original, a qual utiliza funções kernel para remapeamento dos dados com vistas ao incremento da qualidade de clusterização e redução das variáveis retidas para formação dos agrupamentos. A versão modificada é aplicada em 3 bancos de dados da indústria química, aumentando a qualidade da clusterização medida pelo SI médio em 150% e utilizando em torno de 6% das variáveis originais. / This thesis proposes new approaches for variable selection aimed at forming representative groups of observations. For that matter, we suggest a new variable importance index based on parameters derived from the Principal Component Analysis (PCA), which is integrated to a forward procedure for variable selection. The quality of clustering procedure is assessed by the Silhouette Index. A simulation study is designed to evaluate the robustness of the proposed method on different levels of variable correlation, noise and number of observations to be clustered. Next, we modify the original method by remapping observations through kernel functions tailored to improving the clustering quality and reducing the retained variables. The modified version is applied to 3 databases related to chemical processes, increasing the quality of clustering measured by SI on average 150%, while using around 6% of the original variables.

O aumento da competitividade desafia as empresas a utilizarem novas ferramentas de gestão para que consigam manter-se e destacar-se frente a seus concorrentes. Uma ferramenta de apoio à decisão para os administradores é o orçamento, o qual vem sofrendo alterações ao longo dos anos devido a ineficiências apresentadas no método tradicional. Este trabalho tem como objetivo discutir o orçamento matricial como uma ferramenta de apoio ao planejamento econômico-financeiro e à melhoria de resultados. O orçamento matricial é considerado uma evolução do orçamento base zero, pois define metas específicas para cada setor ao invés de analisar todas as atividades como sugerido pelo método do orçamento base zero. Neste trabalho é apresentado um estudo de caso em uma indústria de bebidas, definindo os principais benefícios e dificuldades na implantação e continuidade do uso do orçamento matricial. O orçamento matricial demonstrou ser uma poderosa ferramenta para o planejamento e controle dos resultados através dos princípios de controle cruzado, desdobramento de gastos, acompanhamento sistemático e da metodologia PDCA. Alguns dos resultados alcançados pela organização com o uso do orçamento matricial foram: (i) maior conhecimento e controle dos gastos da organização, (ii) aumento do envolvimento dos funcionários com o processo orçamentários, através do atrelamento de metas individuais, (iii) redução de custo e auxilio aos gestores na tomada de decisão, uma vez que a informação flui em todos os níveis hierárquicos. / The increase in the competitiveness challenges the companies to use new tools of management to be able to keep up and highlight in front of their rivals. A support tool to the managers is budget, which is undertaking alterations along the years due to inefficiencies presented in the traditional methods. This paper has the purpose to discuss the matrix budget like a support tool to the economic and financial planning and the improvement of results. The matrix budget is considered an evolution from the zero base budget, because it defines specific goals for each sector instead of analyzing all the activities as suggested by the zero base budget method. In this paper it’s presented a case study in a beverage company, defining the main benefits and difficulties in the implementation and continuity of the matrix budget use. The matrix budget has shown to be a powerful tool to the planning and result control through the principles of crossed control, expenditure unfolding, systematic follow up and PDCA methodology. Some of the results achieved by the organization with the use of matrix budget were: (i) greater knowledge and control of expenses of the organization, (ii) increase of the involvement of the employees with the budget process, through the linking of individual goals, (iii) reduction of cost and aid to the managers in the decision making, once the information flows through all hierarchical levels.

A Construção Enxuta (CE) tem sido introduzida, gradativamente, na construção civil através de práticas como controle de perdas, gestão da qualidade e planejamento e controle da produção. Tendo em vista a disseminação da CE na indústria da construção, há a necessidade de medir o nível do seu uso nas empresas, o que permite identificar melhores práticas e oportunidades de melhoria. Desta forma, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um protocolo de auditoria do uso de práticas da CE. Esse método foi desenvolvido ao longo de quatro etapas: (a) uma revisão da literatura para identificar categorias de práticas da CE, tendo como base o material publicado nos anais dos eventos do International Group for Lean Construction (IGLC) entre 1993 e 2010; (b) definição de fontes de evidência para avaliar o uso de cada categoria de prática; (c) definição de pesos referentes à importância de cada prática, com base nas opiniões de sete especialistas em CE; e (d) aplicação do protocolo a um empreendimento da construção civil. O protocolo foi inicialmente aplicado como um estudo piloto em um canteiro de obras o que possibilitou melhorias no documento. A versão revisada do protocolo foi então aplicada no mesmo empreendimento em que ocorreu a aplicação piloto, gerando dados que possibilitaram a avaliação do protocolo segundo sua utilidade. / The Lean Construction (LC) hás been introduced gradually in construction through practices such as loss control, quality management, and production and planning control. Given the spread of the LC in the construction industry, there is a need to measure the level of use of LC in the companies, which allows us to identify best practices and improvement opportunities. Thus, this study aims todevelop a protocol for the use of audit LC practices. This method was developed over four stages: (a) a literature review to identify LC categories of practice, based on the papers published in the Annual IGLC Conferences between 1993 and 2010, (b) sources of evidences definition to evaluate the use of each category of practice, (c) definition of weights referring to the importance of each practice, based on the opinions of seven LC experts; and (d) the protocol aplication in na construction site. The protocol was initially implemented as a pilot study on a construction site which led to improvements in the audit document. The revised protocol was then applied in the same project that occurred in the pilot application, generating data that enabled the evaluation of the protocol according to its usefulness.

A presente dissertação propõe heurísticas de programação da produção balizadas por curvas de aprendizado e fatores humanos com vistas à alocação de tarefas a equipes de trabalhadores. O objetivo é apresentar propostas de sequenciamento que integrem aspectos ergonômicos impactantes no desempenho do trabalhador, sem prejudicar as exigências produtivas do processo. Parte-se de uma revisão da bibliografia sobre técnicas de sequenciamento, curvas de aprendizado e fatores ergonômicos que influenciam no desempenho do trabalhador a fim de entender seu funcionamento e identificar formas de integração das mesmas. Desse modo, são propostos dois métodos de sequenciamento alinhados a curvas de aprendizado e fatores ergonômicos, aplicados em um processo da indústria calçadista. O primeiro método propõe uma adaptação da heurística de minimização da soma do atraso e adiantamento proposta por Pinedo (2008) em relação a uma data comum de entrega. O segundo método, denominado ATCE (Apparent Tardiness Cost with Ergonomic Factors), consiste na adaptação da regra ATC (Apparent Tardiness Cost) na minimização do atraso do processamento de lotes com distintas datas de entrega. Este último é então avaliado através de experimento de simulação de cenários do processo produtivo e comparado à regra ATC. Os resultados obtidos evidenciam a robustez do método ATCE, atendendo as necessidades produtivas e reduzindo a alocação sucessiva de tarefas de mesma complexidade a uma mesma equipe. / This dissertation presents new scheduling heuristics integrated with learning curves and human factors aimed at job scheduling in unrelated parallel workers teams. The objective is to modify heuristics available in the literature to integrate ergonomic aspects that have a profound impact on human performance, without harming demands of the productive process. Two methods that combine learning curves, heuristics for scheduling and ergonomic factors are proposed and applied in the shoe manufacturing industry. The first method aims to optimized the objective function of minimizing the total weighted earliness and tardiness with a common due date for all jobs. The second method propose the ATCE rule (Apparent Tardiness Cost with Ergonomic Factors) which reduces the total weighted tardiness with different due date. The ATCE rule is then evaluated through simulation scenarios of production process and compared to the original rule (ATC), where the results shows the robustness of the method, attending the production needs with a significant improvement in the ergonomic point of view.

O cenário do mercado exige que as empresas desenvolvam produtos inovadores e feitos com processos eficazes. Uma das alternativas que as empresas automotivas tiveram para atingir tais objetivos é o uso de sistemas de produção enxuta (SPE). Neste contexto, este trabalho apresenta diretrizes para reprojeto de células de manufaturas enxutas. A aplicação do método é ilustrada por meio do caso de reprojeto de uma célula em uma fábrica de autopeças. A célula foi reprojetada em função da necessidade de adaptação à entrada de um novo produto demandado por um dos principais clientes. Como ponto de partida para o reprojeto, a célula existente foi analisada segundo o nível de uso da produção enxuta, por meio de uma ferramenta de avaliação das práticas de produção enxuta disponível na literatura. Essa aplicação permitiu aperfeiçoar a ferramenta de avaliação e identificar oportunidades de melhoria nas células. Depois disso, o reprojeto seguiu as seguintes etapas: projeto preliminar, projeto detalhado e planejamento da implementação das novas células de manufatura. Contudo, os resultados satisfatórios de um Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP) dependem da comunicação entre as etapas e atividades relativas ao processo e a necessidade de integração interfuncional. / The scenario of the market requires that companies develop innovative products and with effective processes. One of the alternatives that the automotive companies had to achieve these goals is to use the lean production systems. In this context, this paper presentsguidelines to redesign lean manufacturing cells, an auto parts factory. Cells were redesigned according one need to adapt to the entry of a new product demanded by a major customer. As a starting point for redesign, existing cells were analyzed according to the level of use of lean production, using an assessment tool of lean production practices available literature. This application allowed improving the assessment tool and identifies opportunities for improvement in the cells. After that, redesign involved the following steps: preliminary design, defining the detailed design and planning of the implementation of new manufacturing cells. However, a satisfactory result of a PDP depends on the communication between the steps and activities related to the process and the need cross-functional integration.