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Título: Balanceamento de uma linha de usinagem de bicos injetores por programação linear inteira mista
Título(s) alternativo(s): Fuel nozzle machining line balancing using mixed-integer linear programming
Autor(es): Luduwig, Bruno Vinícius Buzolin
Mello, Gustavo Henrique
Orientador(es): Magatão, Leandro
Palavras-chave: Balanceamento de linha de montagem
Pesquisa operacional
Usinagem
Programação linear
Assembly-line balancing
Operations research
Machining
Linear programming
Data do documento: 28-Jun-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: LUDUWIG, Bruno Vinicius Buzolin; MELLO, Gustavo Henrique. Balanceamento de uma linha de usinagem de bicos injetores por programação linear inteira mista. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.
Resumo: Em um cenário onde indústrias fazem investimentos milionários para tentar reduzir o tempo de ciclo de suas linhas produtivas, o balanceamento de linha busca otimizá-lo sem grandes gastos e com resultados significativos. Viabiliza-se, assim, a redução de custos, o aumento de produtividade e a diminuição da ociosidade por meio da homogeneização dos tempos das estações de trabalho. No contexto exposto, o presente trabalho aplica técnicas de Pesquisa Operacional, em especial a Programação Linear Inteira Mista, para a obtenção de respostas otimizadas de balanceamento em uma linha real que produz bicos injetores. Esse projeto de pesquisa consistiu primeiramente na compreensão e entendimento da linha como um todo. O segundo passo foi definir as estações de trabalho para viabilizar o entendimento sobre os parâmetros de linha a serem considerados. Com as informações adquiridas foi possível analisar os tempos de ciclo de cada estação de trabalho e em seguida utilizar Programação Matemática para otimizar o referido contexto. Foram feitas duas análises principais, o cenário Ideal e o cenário implementável. Os principais indicadores analisados foram o tempo de ciclo no qual obteve-se uma melhoria de 12,20% e a diferença entre os tempos das estações (ganho de 31,05%). No cenário implementável essas melhorias foram obtidas com 20 mudanças na linha produtiva. Apesar do número parecer significativo, o investimento total necessário seria de apenas 1.300,00 unidades monetárias ($1.300,00). O tempo de payback para o investimento realizado foi de menos de 3 horas e os ganhos previstos são de quase 1,4 milhões produtos e 4,1 milhões de unidades monetárias por ano, o que retrata que apesar de várias mudanças serem propostas, estas têm um investimento baixo e um retorno considerável para a empresa.
Abstract: In a scenario where industries invest millions in reducing the cycle time, line balancing seeks to improve the production line reaching significative improvements without much resources spent. The balancing procedure allows waste reduction, productivity increase, and reducing idleness through workstation's time homogenization. In the mentioned context, the present work applies Operational Research techniques, in particular, Mixed Integer Linear Programming, to obtain optimized balancing responses in a real machining line. This research project consists, initially, on the line understanding; then the workstations were defined in order to better understand the possible line parameters to be considered. With the obtained information it was possible to analyze the cycle time of each workstation and then to use Mathematical Programming to optimize the said context. Two main analyses were performed: the ideal scenario and the implementable scenario. The main performance indicators analyzed were the cycle time, in which the improvement was 12.20%, and the variation between workstation time, that improved 31.05%. Within the implementable scenario, those improvements were obtained with 20 changes in the production line. Although the number of changes seems significant, the total required investment would be only 1,300.00 monetary units ($1,300.00). The payback time for this investment is under 3 hours and the increase in annual production and profit are about 1,4 million products and $4,1 millions, respectively. This implies that, regardless of several adaptations were suggested, they are at a relative small cost and the gains are considerable to the company.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10601
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