Lopes, Manuel Joaquim PereiraMonteiro, André Castelo de Jesus2024-11-222024-10-17http://hdl.handle.net/10400.22/26440Simoldes Plastics, a Portuguese company primarily focused on the injection of plastic components and parts for the automotive industry, sought to improve the responsiveness of its process department in adapting to ever-changing production conditions by developing a decision support system (DSS) capable of automating the assembly line balancing (ALB) of its systems. To begin, the problem was thoroughly studied to identify key variables, system constraints, methods to quantify and achieve the intended goals, and outputs requirements. Additionally, various problem typologies were identified beyond the individual balancing of a single line, such as parallel assembly lines with shared workers. A mathematical formulation was then developed as the foundation for a linear programming model capable of producing feasible solutions. A smaller, specialized model was also created to optimize assembly systems involving multiple parallel lines. Alongside the development of the linear programming models, an intuitive, feature-rich user interface was designed in Excel. This interface allows for the input of production data and task lists, which are then used to feed the SolverStudio models. It also includes additional functionalities such as input validation and a task and machine libraries to streamline the introduction of frequently used data. The results achieved using the ALB DSS were a significant improvement over manual balancing. The ALB DSS provided the optimal solution within 3 minutes for the most time-consuming variant, compared to the nearly 50 minutes required to manually balance the same lines.A Simoldes Plásticos, uma empresa portuguesa focada na injeção de componentes e peças plásticas para a indústria automóvel, procurou melhorar a capacidade de resposta do seu departamento de processo na adaptação às condições de produção que se encontram em constante mudança, desenvolvendo sistema de apoio à decisão para o problema de balanceamento das linhas de montagem (ALB DSS). Inicialmente, o problema foi estudado de forma aprofundada para identificar as variáveis-chave, as restrições dos sistemas, os métodos para quantificar e atingir os objetivos pretendidos, e os resultados pretendidos. Adicionalmente, foram identificadas várias tipologias de problemas para além do balanceamento individual de uma única linha, como linhas de montagem paralelas com trabalhadores partilhados. Uma formulação matemática foi então desenvolvida como base para um modelo de programação linear capaz de produzir soluções viáveis. Um modelo de menor dimensão e especializado foi também criado para otimizar os sistemas de montagem com múltiplas linhas paralelas. De forma a criar um programa eficaz e capaz de auxiliar na tomada de decisão, bem como de se ajustar a várias tipologias de linha com diferentes objetivos de balanceamento, foram desenvolvidas cinco funções objetivo para o modelo de programação linear. Estas opções dividem-se entre o balanceamento de linhas individuais e o de linhas paralelas. No caso das linhas individuais, o sistema de suporte à decisão consegue saturar as linhas no início, concentrando as tarefas nos primeiros trabalhadores da mesma; saturar as linhas no final, atribuindo as tarefas aos últimos trabalhadores e libertando tempo de ciclo nos primeiros; ou equilibrar os tempos de ciclo, distribuindo de forma uniforme o tempo de ciclo entre todos os trabalhadores de uma linha. Para as linhas paralelas, é possível criar um operador partilhado que executa tarefas em mais do que uma linha, combinando operadores com bastante tempo inativo. Este operador pode ser alocado ao início das linhas de produção ou ao final das mesmas. Em paralelo ao desenvolvimento dos modelos de programação linear, foi criada uma interface intuitiva e funcional no Excel. Esta interface permite a inserção de dados de produção e listas de tarefas, que são usados para alimentar os modelos do SolverStudio. Esta inclui funcionalidades adicionais, como validação de entradas e bibliotecas de tarefas e máquinas, facilitando a introdução de dados frequentemente utilizados. Os resultados obtidos com a utilização do ALB DSS representam uma melhoria significativa em relação ao balanceamento manual. O sistema foi capaz de produzir uma solução em 3 minutos para a variante mais demorada, em comparação com os quase 50 minutos necessários para balancear manualmente as mesmas linhas, sendo que, embora ambos os métodos apresentem resultados bastante semelhantes, o ALB DSS apresenta sempre a melhor solução. As grandes vantagens da utilização do ALB DSS não se limitam apenas à capacidade de produzir resultados viáveis num curto espaço de tempo, mas também à possibilidade de gerir, de forma mais detalhada e sistemática, as várias restrições envolvidas no problema, permitindo uma alocação de tarefas otimizada. No caso do balanceamento manual, a probabilidade de erros aumenta significativamente, o que pode resultar num maior consumo de recursos para identificar e corrigir essas falhas. À data de conclusão do projeto, o ALB DSS está pronto a ser usado nas tarefas de balanceamento de sistemas de montagem. Numa fase inicial, a sua aplicação focar-se-á no departamento de processo central. Após isso, esta será distribuída pelas várias fábricas do grupo Simoldes para a gestão à escala diária das linhas de produção.engAssembly line balancingParallel linesLinear programmingSolverStudioProcess engineeringBalanceamento de linhas de montagemLinhas paralelasProgramação linearSolverStudioEngenharia de processomaster thesis203732030