The objective of the cellular manufacturing is to simplify the management of the manufacturing industries. In regrouping the production of different parts into clusters, the management of the manufacturing is reduced to manage different small entities. One of the most important problems in the cellular manufacturing is the design of these entities called cells. These cells represent a cluster of machines that can be dedicated to the production of one or several parts. The ideal design of a cellular manufacturing is to make these cells totally independent from one another, i.e. that each part is dedicated to only one cell (i.e. if it can be achieved completely inside this cell). The reality is a little more complex. Once the cells are created, there exists still some traffic between them. This traffic corresponds to a transfer of a part between two machines belonging to different cells. The final objective is to reduce this traffic between the cells (called inter-cellular traffic). Different methods exist to produce these cells and dedicated them to parts. To create independent cells, the choice can be done between different ways to produce each part. Two interdependent problems must be solved: • the allocation of each operation on a machine: each part is defined by one or several sequences of operations and each of them can be achieved by a set of machines. A final sequence of machines must be chosen to produce each part. • the grouping of each machine in cells producing traffic inside and outside the cells. In function of the solution to the first problem, different clusters will be created to minimise the inter-cellular traffic. In this thesis, an original method based on the grouping genetic algorithm (Gga) is proposed to solve simultaneously these two interdependent problems. The efficiency of the method is highlighted compared to the methods based on two integrated algorithms or heuristics. Indeed, to form these cells of machines with the allocation of operations on the machines, the used methods permitting to solve large scale problems are generally composed by two nested algorithms. The main one calls the secondary one to complete the first part of the solution. The application domain goes beyond the manufacturing industry and can for example be applied to the design of the electronic systems as explained in the future research.

Artificial neural networks, so far, have not been used for designing modular cells. Therefore, Self-organizing neural network (SONN) is used in the present research to design minicell-based manufacturing system. Two previously developed methods were studied and implemented using SONN model. Results obtained are compared with previous results to analyze the effectiveness of SONN in designing minicells. A new method is then developed with the objective to design minicells more effectively and efficiently. Results of all three methods are compared using machine-count and materialhandling as performance measuring criteria to find out the best method

In this paper, a sequence of implementation steps will be developed through the application of axiomatic design. This sequence will provide a design methodology for lean production which connects manufacturing system design objectives to operation design parameters. / Lean Aerospace Initiative

[pt] As técnicas de tecnologia de grupos vêm sendo largamente usadas em muitos sistemas de manufatura. Vários algoritmos têm sido propostos para o projeto otimizado de eficientes células de manufatura. O problema de formação de células deve levar em conta vários objetivos: o número de operações gargalo, o número de máquinas e/ou peças gargalo, o fluxo intercelular, os custos de subcontratação, os custos de duplicação de máquinas e a carga da máquina e/ou célula mais sobrecarregada, entre outros. Nesta tese propõe-se uma metodologia multi- critério para resolver o problema de formação de células com múltiplos objetivos. Este enforque é baseado no uso da meta-heurística busca tabu para resolver uma seqüência de problemas com objetivos simples e restrições múltiplas, onde cada objetivo é minimizado individualmente, segundo sua ordem de importância. Resultados computacionais envolvendo uma aplicação para um problema bi-critério são apresentados para casos com até 100 máquinas e 1000 peças. / [en] Group tecnology techniques are now widely used in many manufacturing systems. Severla algorithms have been proposed for the optimal design of efficient manufacturing cells. The cell formation problem must take into account several objectives: the number of bottleneck operations, the number of bottleneck machines and/or parts, the intercell flow, the intracell workload balancing, the subcontracting cost, the machine duplication costs, and the workload of the busiest machine and/or cell, among athers. In this work, we propose a multi-criteria methodology for solving the cell formation problem with multiple objectives. This approach is based on the use of the tabu search meta-heuristic for solving a sequence of single-objective, multi-contrained problems, in wich each objective is taken and optimized in turn, following their order of relative importance. Computational results concerning an application to a bi-criteria problem are reported for instances with up 100 machines and 1000 parts.

O conceito de manufatura enxuta está sendo considerado mais e mais um novo paradigma para um número grande de empresas no mundo. Original da indústria automobilística, o conceito produção enxuta tem sido espalhado para todos os tipos de indústrias. Este trabalho apresenta uma implementação do sistema de produção enxuta em uma indústria calçadista. Tem como objetivo maior apresentar a aplicação dos conceitos de um sistema de formação de células no setor de costura. A criação destas células é vital porque a maioria das atividades são operações intensivamente manuais e células promovem a oportunidade para uma melhor utilização do operário no balanceamento e padronização das operações. As células também permitem uma melhor utilização do espaço e menor estoque intermediário. Um grande desafio para esta atividade é a alta variedade de produtos com alta variedade de seqüências nas operações de costura. Logo, este trabalho apresenta um levantamento bibliográfico, fazendo uma caracterização sobre evoluções dos sistemas de administração da produção salientando a importância do sistema de produção enxuta, bem como conceitos básicos de layout e manufatura celular, apresentando neste contexto sua relevância e medidas utilizadas nas empresas para tomada de decisões e ações. Apresenta também um método para a formação de células em empresas deste setor, desenvolvido através de pesquisa-ação. Além disso, é apresentado um caso real de implantação deste método em uma empresa de calçados esportivos e são discutidos os resultados obtidos. / The concept of lean manufacturing is being considered more and more a new paradigma for a number of companies worldwide. Originally from the automotive industry, the concept of lean production has been spread to all types of industry. This work presents an implementation of the lean production system in a shoe industry. Its main purpose is to present the application of the concepts of this system to the cell formation in the sewing sector. The creation of these cells is vital because most of the operations are intensely manual and cells provide the opportunity for a better use of the worker in the balancing and standardization of the operations. Cells also allow a better use of the space and less work in process. A great challenge for this activity is the high variety of products with high variety of sequences in the operations of sewing. Therefore, the study presents a research on the evolution of the production administration system showing the importance of the lean production system, as well as basic concepts of layout and cellular manufacturing, presenting in this context its relevance and the performance measurements used in industries for the decision making and actions. It also presents a method to the cell formation in shoe industries, developed from an action-research. It is presented a real case of implementation of this method in a sportive shoe industry and discussed its results.

Orientador: Marcius Fabius Henriques de Carvalho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T07:15:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_ElderdeOliveira_D.pdf: 3787094 bytes, checksum: d15988242cc4ca28627dc97860fa484f (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O atual ambiente competitivo induz as empresas a optarem por uma competência central e associarem-se, em parceria, a outras empresas para aproveitamento de uma oportunidade de mercado. Esta associação se torna cada vez mais dinâmica à medida que o ciclo do produto se encurta. Este trabalho apresenta uma metodologia para formação de parceria em Cadeia de Suprimentos. Sua base fundamenta-se na expansão dos conceitos de Tecnologia de Grupo, às aplicações que tratam do projeto de parceria entre empresas a constituir uma Cadeia de Suprimentos. A metodologia considera, em uma primeira etapa, a similaridade entre as atividades necessárias à execução de um produto. Em uma segunda etapa sugere a utilização de uma medida de distância entre a empresa candidata e a empresa padrão, estabelecida pela empresa gestora, como elemento de seleção de empresas parceira. Uma aplicação teórica mostra a importância da metodologia proposta no apoio à decisão de configuração de parcerias em sistemas produtivos / Abstract: The current competitive environment leads the enterprise toward a central competence and to associate, in partnership, with other enterprises to take advantage of a market opportunity. This association becomes increasingly dynamics as the cycle of the product is shortened. This work presents a methodology for partnership formation in Supply Chain. It is based on the expansion of the Group Technology concepts, to the applications of the partnership project among enterprises to constitute a Supply Chain. It considers, in the first stage, the similarity among the necessary activities to the execution of a product. In the second stage, it suggests the use of a distance measurement between the candidate enterprise and the reference enterprise, established by the project¿s coordinating enterprise, as a means of selecting partner enterprises. A theoretical application shows the usefulness of the proposed methodology. The results show the importance of the methodology to support the decision-making in the configuration of partnership of production systems / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

[pt] O Sistema de Manufatura Celular (SMC) foi introduzido na década de se-tenta como um novo sistema de produção em alternativa ao Sistema de Produção em Massa. Revolucionou chãos de fábricas implementando um novo conceito de produção que prezasse pela flexibilidade de manufatura, pequenos lotes para um mix maior de produtos e utilizando produção em células. O processo de formação de células, como uma ferramenta da Tecnologia de Grupo, passou a ser um impor-tante objeto de estudo do SMC, com a criação de diversos métodos de obtenção, entre estes o baseado em arranjo matricial. A dissertação teve por objetivo seg-mentar as formas de obtenção de células de manufatura, através de um fluxograma capaz de nortear e classificar a matriz de processamento quanto a sua característi-ca e elaborar uma estrutura que contemplasse os algoritmos binários destinados a este fim, com informações adicionais a partir da chamada matriz de processamen-to expandida. Entre estas informações adicionais, estão os dados de seqüencia-mento da produção, tempo de processamento das peças pelas máquinas, demanda, capacidade produtiva e quantidade de máquinas envolvidas no sistema. Além dis-so, a criação do Método do Melhor Caminho proporcionou ao trabalho um novo rumo aos algoritmos heurísticos formadores de células de produção por matriz, visto que conseguiu agregar a estruturação do layout das células obtidas, tornando o sistema mais completo. / [en] The Cellular Manufacturing System was introduced in the seventies as a new production system and an alternative to Mass Production System. Revolutionized shop floors implementing a new production concept that considered manufacturing flexibility, small batches productions to a diversified mix of products and used in the CMS. The process of cell formation became an important object of study of CMS. Several methods was developed, among them the array-based method. The thesis aims to segment the ways of obtaining manufacturing cells using a flow chart that guides and processing sort arrays according to their characteristics and develops a structure to encompass the binary algorithms designated for this purpose. Additional information is added to the array of data among this additional information, there are operations with process sequencing data, parts processing times by machines, parts demand, production capacity and number of machines involved in the system. Fur-thermore, the creation of the Best Path Method provided a new direction to the form-ing cell production heuristic algorithms by array-based methods, since the structure was able to add the layout of the cells obtained, making the system more comprehen-sive.

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