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Balancing and sequencing of an automotive assembly line through mixed integer linear programming
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1112368
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Magatão, Leandro | - |
| Autor(es): dc.contributor | https://orcid.org/0000-0002-6917-9753 | - |
| Autor(es): dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/4652695720103701 | - |
| Autor(es): dc.contributor | Scarpin, Cassius Tadeu | - |
| Autor(es): dc.contributor | http://orcid.org/0000-0002-1130-2448 | - |
| Autor(es): dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/9339655232048898 | - |
| Autor(es): dc.contributor | Sikora, Celso Gustavo Stall | - |
| Autor(es): dc.contributor | https://orcid.org/0000-0001-9180-1206 | - |
| Autor(es): dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/3866608804960507 | - |
| Autor(es): dc.contributor | Magatão, Leandro | - |
| Autor(es): dc.contributor | https://orcid.org/0000-0002-6917-9753 | - |
| Autor(es): dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/4652695720103701 | - |
| Autor(es): dc.contributor | Polli, Milton Luiz | - |
| Autor(es): dc.contributor | https://orcid.org/0000-0003-2936-6738 | - |
| Autor(es): dc.contributor | http://lattes.cnpq.br/3005966147961108 | - |
| Autor(es): dc.creator | Marqueze, Thiago Tristão | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2025-08-29T13:23:12Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2025-08-29T13:23:12Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-02-05 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-02-05 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2023-11-22 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/33291 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1112368 | - |
| Descrição: dc.description | Companies are constantly looking for ways to improve their productivity and profits. Furthermore, assembly lines must be flexible and produce different products on the same production line to compete in the current market, in which customization is rising. Line balancing is a tool that can increase production and reduce idle time for operators and workstations. As balancing requires changing the allocation of tasks between stations, it is, in practical terms, considered a medium or long-term decision. In a complementary way, production sequencing is considered a short-term decision; it is usually applied to a given known distribution of tasks across stations, and defines the order in which product models will be produced for a relatively short analysis horizon (some hours or days, depending on the production line). This study aims to balance a real vehicle assembly line in the automotive industry. In addition, balance and sequence a theoretical problem inspired by the real line. Mixed Integer Linear Programming is proposed to technically assist in balancing and sequencing tasks. The work initially reviews bibliographic concepts relevant to the topic. Then, the real problem is described, showing the different models produced on the line, their work contents, and the precedence diagram between tasks. A resolution methodology was proposed with three different analyses, each with its mathematical model. These analyses were developed as the problem’s characteristics were deepened. Analysis 1 sought to find the balance of tasks for eight different production scenarios (productive mix) observed during six months of practical production. Analysis 1 found a solution with a 10.1% improvement in cycle time but failed to meet the demand of a specific mix. Next, Analysis 2 aimed to balance each specific mix, then added a variable to limit the number of changes in balance and find a solution resilient to changes in demand, obtaining a 12.0% reduction in cycle time. This analysis met all eight productive mixes present in the six-month period, was validated by the line specialist, and was implemented. Finally, Analysis 3 explored the possibility of performing balancing and sequencing simultaneously in a theoretical problem inspired by the considered problem. Once again, it is sought to find a single solution capable of meeting different demands (productive mix), with a 17.1% reduction in the steady-state cycle time in relation to the initial state of the line. Analysis 3 shows that carrying out balancing and sequencing in an integrated approach tends to provide results that are more aligned with the productive potential of the line considered. | - |
| Descrição: dc.description | Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná | - |
| Descrição: dc.description | As empresas buscam constantemente maneiras de melhorar a sua produtividade e lucro. Além disso, linhas de montagem devem ser flexíveis e produzir diferentes produtos na mesma linha de produção para serem competitivas no mercado atual, no qual a customização está em alta. O balanceamento de linha é uma ferramenta que pode aumentar a produção e diminuir o tempo ocioso dos operadores e estações de trabalho. Como o balanceamento requer mudar a alocação de tarefas entre estações é, em termos práticos, considerada uma decisão de médio ou longo prazo. De modo complementar, o sequenciamento da produção é considerado uma decisão de curto prazo, é normalmente aplicado para uma dada distribuição de tarefas conhecida nas estações, e define a ordem na qual os modelos de produto serão produzidos para um horizonte de análise relativamente curto (algumas horas ou dias, a depender da linha produtiva). Este estudo tem como objetivo balancear uma linha de montagem real de veículos. Também busca-se balancear e sequenciar um problema teórico inspirado pela linha real. Propõem-se o uso de Programação Linear Inteira Mista para tecnicamente auxiliar as tarefas de balanceamento e sequenciamento. O trabalho inicialmente revisa conceitos bibliográficos relevantes ao tema. Em seguida o problema real é descrito, mostrando os diferentes modelos produzidos na linha, seus conteúdos de trabalho e o diagrama de precedência entre tarefas. Uma metodologia de resolução foi proposta com três diferentes análises, cada qual com seu modelo matemático, as quais foram elaboradas na medida em que o aprofundamento nas características do problema ocorria. A Análise 1 buscou encontrar o balanceamento de tarefas para oito cenários produtivos distintos (mix produtivos) observados durante seis meses de produção. A referida análise encontrou uma solução com melhora de 10.1% no tempo de ciclo, mas falhou em atender a demanda de um mix específico. Na sequência, a Análise 2 visou balancear cada mix específico, depois adicionou uma variável para limitar o número de mudanças no balanceamento e encontrar uma solução resiliente a mudanças na demanda, obtendo 12.0% de redução no tempo ciclo. Essa análise foi capaz de atender todos os oito mix de produção presentes no período de seis meses, foi validada pelo especialista de linha e implementada. Finalmente, a Análise 3 explorou a possibilidade de se realizar o balanceamento e o sequenciamento de modo simultâneo em um problema teórico inspirado no problema em análise. Novamente buscou-se encontrar uma única solução capaz de atender diferentes demandas (mix produtivos), com uma redução de 17.1% no tempo de ciclo de estado transiente, em relação ao estado inicial da linha. A Análise 3 evidencia que a realização do balanceamento e sequenciamento em uma abordagem integrada tende a propiciar resultados mais aderentes ao potencial produtivo da linha considerada. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | en | - |
| Publicador: dc.publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná | - |
| Publicador: dc.publisher | Curitiba | - |
| Publicador: dc.publisher | Brasil | - |
| Publicador: dc.publisher | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial | - |
| Publicador: dc.publisher | UTFPR | - |
| Direitos: dc.rights | openAccess | - |
| Direitos: dc.rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/ | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Balanceamento de linha de montagem | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Programação linear | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Produtividade industrial | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Programação (Matemática) | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Modelos matemáticos | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Indústria automobilística | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Assembly-line balancing | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Linear programming | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Industrial productivity | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Programming (Mathematics) | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Mathematical models | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Automobile industry and trade | - |
| Palavras-chave: dc.subject | CNPQ::ENGENHARIAS | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Engenharia Elétrica | - |
| Título: dc.title | Balancing and sequencing of an automotive assembly line through mixed integer linear programming | - |
| Título: dc.title | Balanceamento e sequenciamento de uma linha de montagem automotiva por meio de programação linear inteira mista | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT | |
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