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Título: Balanceamento da linha final de carroceria de uma fábrica de veículos utilitários com o uso de programação linear inteira mista e validação através de simulação
Autor(es): Neut, João Alfredo Sikorski Van Der
Orientador(es): Rodrigues, Luiz Carlos de Abreu
Palavras-chave: Balanceamento de linha de montagem
Fluidodinâmica computacional
Métodos de simulação
Assembly-line balancing
Computational fluid dynamics
Simulation methods
Data do documento: 23-Set-2013
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: NEUT, João Alfredo Sikorski Van Der. Balanceamento da linha final de carroceria de uma fábrica de veículos utilitários com o uso de programação linear inteira mista e validação através de simulação. 2013. 71 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2013.
Resumo: A proposta deste trabalho é realizar o melhor balanceamento possível da linha final de carroceria de uma fábrica de veículos utilitários, localizada na região metropolitana de Curitiba. Nesta fábrica são feitos três modelos de carros, que possuem várias diversidades e cada uma delas possui diferentes tempos de operação. Para esse trabalho foram consideradas cinco diversidades de carrocerias, sendo três delas furgões, uma camionete e um carro de passeio. O motivo da escolha da linha final de carroceria é que, para esse setor em particular, essa parte da linha se mostra o gargalo de produção, possui dificuldades de adaptação e problemas de desempenho e engajamento. Esses problemas normalmente aparecem sempre que são necessários, um aumento da capacidade produtiva, ou uma modificação da quantidade de carrocerias de cada diversidade que deve ser produzida, ou uma redução do número de operadores ou até mesmo quando são feitas tentativas de incluir novas tarefas à linha. Tendo em vista essas dificuldades enfrentadas, estabeleceu-se como principal objetivo deste trabalho, encontrar uma ferramenta sistêmica para designar a melhor configuração de linha para as situações impostas à linha comum. A justificativa para realizar este trabalho é dada pelas perdas de produção que ocorrem devido ao desbalanceamento. Após realizar estudos do processo e análise dos documentos de tempos das tarefas executadas na linha final, foi possível elaborar um diagrama de precedência entre as tarefas e programar um modelo matemático, através do uso de programação linear inteira mista e com o auxílio do software GAMS. Esse modelo descreve simplificadamente, a linha de produção impondo restrições para realização do balanceamento. Os resultados obtidos após a sua resolução foram testados e validados com o uso de simulação computacional de fluxo, realizada no software Witness. Após avaliar os resultados obtidos nos modelos matemáticos foi possível concluir que há um grande ganho na produtividade da linha comum depois de realizado o balanceamento. Isso pode ser comprovado comparando a configuração inicial da linha com a configuração de linha balanceada. Além disso, é importante destacar a influência do mix de produção na produtividade da linha, pois o desempenho é afetado devido a mudanças nas proporções entre as carrocerias a serem produzidas. A validação dos modelos matemáticos pela simulação de fluxo foi confirmada, porém para a condição de sempre estarem disponíveis carrocerias na entrada da linha final. Pois, caso contrário, a linha final pode deixar de ser o gargalo de produção e o balanceamento apenas da linha final pode se mostrar pouco eficaz em relação a produtividade do setor de carroceria como um todo. Essa condição pode ser conseguida através da construção de um estoque na entrada da linha ou com uma maior capacidade produtiva das linhas anteriores em relação à linha comum. Dessa forma os objetivos estabelecidos no início do trabalho foram cumpridos, pois foi criada uma ferramenta capaz de indicar a melhor configuração de linha dadas as condições impostas.
Abstract: The proposal of this project is to accomplish the best balance possible of the metal line of the body-shop sector at an automobile industry in the metropolitan area of Curitiba. In this factory are made three car models, and each one of them has its varieties some of them take longer than others to produce. For this work it was considered five varieties, three of them being vans, one is a pick-up and the last one is a hatch. The reason for choosing the metal line is that this part of the body-shop is the bottleneck of this sector and there are some difficulties for adapting and performance problems. These issues usually happen when a rise of the productive capacity, or a change in the mix of products, or a reduction in the number of operators or even the inclusion of some tasks are needed. Aware of that the main goal of the project was set as finding a tool that indicates the best settings for the metal line depending on the situation. The costs of the production losses caused by unbalanced line justify this project. After studying the process and analyzing the documents of the metal line was possible to make a precedence graph for the tasks and create a mathematical model using Mixed Integer Linear Programming with the software GAMS. This model simplifies the metal line characteristics, with restrictions for balancing. The results obtained after the resolution of the mathematical model were tested and validated using the software Witness, a simulation program. After the analysis of the results was possible to notice that there is a big gain in the metal line productivity with the line balanced. Besides that, it is important to highlight that the mix also influences in the productivity. The validation of the mathematical models by using simulation models was confirmed, but only for the condition of having always a car available in the entrance of the metal line. Because otherwise the metal line can stop being the bottleneck of the body-shop sector. This condition can be assured by building a buffer in the beginning of the metal line or with a greater production capacity from the lines that provide the cars to the metal line. This way the goals that were set at the beginning of the project were accomplished.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/6679
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