Projecto dinâmico de sistemas de produção orientados ao produto

• Author(s): Alves, Anabela Carvalho
• Date: 2008
• Persistent ID: https://hdl.handle.net/1822/7606
• Origin: RepositóriUM - Universidade do Minho
• Subject(s): 658.5
• Document Type: Doctoral thesis
• Language: Portuguese
• Advisor(s): Silva, Sílvio Carmo
• Contributor(s): Universidade do Minho

Description

Tese de Doutoramento em Engenharia de Produção e Sistemas

Leanness e agilidade são necessidades importantes das empresas de manufactura na era actual da economia global num mercado intensamente concorrencial, de grande variabilidade e perturbação. De uma forma resumida pode-se dizer que as respostas estratégicas a estas necessidades, no âmbito da produção, são a Produção Lean e a Produção Ágil. A primeira aponta para que o sistema seja convenientemente ajustado às necessidades de produção, numa lógica sincronizada de produção desde a transformação das matérias primas até à distribuição do produto ao cliente, evitando toda a espécie de desperdícios e, portanto, explorando o que se tem designado por produção JIT. A Produção Ágil requer que os sistemas de produção tenham agilidade para rapidamente responderem às variações das necessidades de produção resultantes das variações da procura, i.e. quantidade e variedade de produto. Aparentemente ambas as estratégias confluem num objectivo comum, nomeadamente a resposta rápida da produção às variações da procura através de um ajustamento dinâmico e adequado à variação consequente das necessidades de produção. Nesta tese propõe-se que esse ajustamento seja realizado recorrendo aos Sistemas de Produção Orientados ao Produto (SPOP) que, no essencial, podem ser definidos como sistemas reconfiguráveis formados por conjuntos interligados e complementares de células de produção reconfiguráveis, destinados a, de forma coordenada e sincronizada, fabricar os componentes de um produto ou família de produtos similares, e realizar a sua montagem para entrega rápida ao cliente. A agilidade resulta do requisito de reconfiguração dinâmica dos SPOP face à variação da procura. Devido à complexidade de projecto de SPOP, propõe-se uma metodologia de apoio ao seu projecto e reconfiguração, designada de metodologia GCD por abranger três níveis de concepção, nomeadamente o estratégico, designado de Genérico, o Conceptual e o Detalhado. A metodologia guia o projectista através destas três fases, enquadradas por um conjunto de actividades de projecto sucessivas e interrelacionadas, e sugerindo métodos que podem ser usados para levar a cabo cada actividade. Uma recolha importante de métodos é feita neste contexto. Demonstra-se a utilização da metodologia através de um exemplo de aplicação de projecto de SPOP. Este trabalho baseou-se numa variedade de conceitos conhecidos da literatura e outros propostos e inerentes à metodologia GCD. Portanto uma contribuição ontológica no domínio da investigação é também apresentada sendo de realçar os conceitos de configurações conceptuais, configurações de postos de trabalho, configurações operacionais e modos operatórios de células de produção. No sentido de facilitar a utilização da metodologia é proposto um Sistema assistido por computador de Apoio ao Projecto de SPOP, o SAP_SPOP, e é dada uma contribuição para o desenvolvimento de um seu protótipo. Este sistema está estruturado em três componentes fundamentais: uma base de dados, uma base de métodos e um motor de projecto, designado de SPOP designer. Este inclui um módulo facilitador da interacção entre os elementos do sistema, e o utilizador com as bases de dados e de métodos, facilitando também o acesso a métodos que podem estar residentes na máquina, i.e. computador, do sistema ou distribuídos por vários servidores e acessíveis via Internet ou intranets. Sempre que haja necessidade de projectar SPOP e obter rapidamente soluções de configurações de SPOP o sistema poderá ser usado promovendo o processo de projecto e reconfiguração frequente do SPOP para melhorar a produtividade de empresas industriais através de melhores sistemas de produção.

Leanness and agility are important requirements of manufacturing companies in the actual era of global economy and highly competitive variable markets. In a simplified view, it may be said that Lean Production and Agile Production are the strategic answers to these requirements. The first requires a good production systems fit to production requirements from raw materials to finished product delivery, aiming at minimizing waste of every kind and therefore exploring what has been known as JIT Production. The second calls for production systems agility for adaptation to variable production requirements derived from continuous changing on product demand variety and quantity. Apparently, both strategies focus on a common objective, namely that of quick manufacturing response to variable market requirements through a dynamic and suitable fit of the manufacturing system to the corresponding changing production requirements. This thesis suggests that such fit can be achieved through Product Oriented Manufacturing Systems (POMS) which in simple terms may be defined as reconfigurable manufacturing systems formed from sets of interlinked reconfigurable manufacturing cells for coordinated and synchronized fabrication of components and assembly of a product or a family of similar products to quick delivery to customers. Due to POMS design complexity it is proposed a design and reconfiguration methodology for POMS, referred as the GCD methodology because it deals with system design at three planning levels or phases, namely the strategic, referred as Generic, the Conceptual and the Detailed. The methodology guides the designer through these three phases, involving a set of interlinked successive design activities suggesting methods that may be used by a POMS designer to carry out each design activity. A set of important methods were collected for this. The use of the methodology is demonstrated through a POMS design application example. This work had to draw upon important concepts established in the literature and also put forward new ones, contributing, this way, for the ontological development of the scientific domain of the investigation. In particular it must be emphasized the concepts of conceptual and operational cells and also those of cell operating modes. In order to give a better utility to the methodology and facilitate de POMS design task a computer aided design systems for POMS, the CADS_POMS, has been proposed and specified, and a prototype of it developed. The system is structured around three main components a database, a methods’ design base and the SPOP designer. This intervenes in the interaction between CADS-POMS design components and is fundamental for design activities too be carried. The methods used for supporting the design activities can be either resident in the CADS_POMS or accessed, via Internet for example, from distributed servers where they are implemented. Whenever there is a need for POMS design and quickly obtain POMS configurations solutions the system can be used. This promotes the frequent POMS design and reconfiguration process in order to improve the productivity of the industrial companies through better production systems.