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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38189| Título: | Programação linear inteira mista aplicada ao balanceamento de uma linha de montagem de tratores |
| Título(s) alternativo(s): | Mixed integer linear programming applied to balancing an assembly line of tractors |
| Autor(es): | Costa, Rafael Araujo |
| Orientador(es): | Magatão, Leandro |
| Palavras-chave: | Balanceamento de linha de montagem Tratores - Projeto Programação linear Modelos matemáticos Assembly-line balancing Tractors - Design Linear programming Mathematical models |
| Data do documento: | 21-Jun-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | COSTA, Rafael Araujo. Programação linear inteira mista aplicada ao balanceamento de uma linha de montagem de tratores. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024. |
| Resumo: | A evolução tecnológica empregada na concepção de novos tratores é, em suma, a causa que eleva constantemente o desafio na complexidade de operação dessas linhas produtivas. A busca por melhores indicadores de desempenho direciona a maneira como as estações são estabelecidas, as tarefas divididas entre as estações, os equipamentos ordenados e influencia a distribuição do número de operadores para produção. Com base nesses pressupostos o presente trabalho evidencia um problema de desbalanceamento de uma linha de montagem de cabines para tratores em uma empresa do Estado do Paraná e propõe uma solução do referido contexto prático por meio de uma técnica quantitativa pautada em modelos matemáticos de otimização. O atual estado da linha de montagem é demonstrado inicialmente como base para entendimento do problema e análise primária dos ganhos viáveis. Posteriormente, é apresentada uma fundamentação teórica concernente às linhas de montagem e balanceamento, a qual serve de ferramenta para o desenvolvimento do estudo quando aplicado aos dados reais. Desse modo, a metodologia utilizada, baseada nos trabalhos de Pesquisa Operacional, é descrita em sequência. O método adotado evidencia o processo de coleta in loco de dados, como, tempo e ordenamento das tarefas na linha, ilustração das precedências, análise das restrições, definição da função objetivo, aplicação e alimentação do modelo matemático, escolha de indicadores de desempenho, obtenção de resultados e comparativos dos resultados com a situação inicial apresentada. A solução foi obtida mediante a execução modelo matemático em Programação Linear Inteira Mista (PLIM), o qual teve por função objetivo minimizar o tempo de ciclo da linha considerando realizar o mínimo de modificações possíveis. A variação do número de mudanças em relação à condição inicial permitiu alcançar diferentes soluções e escolher a que possibilitasse maior adaptabilidade ao estado atual da linha. Os resultados demonstrados neste trabalho destacam melhorias consideráveis para os parâmetros definidos na linha de montagem, a exemplo, redução de aproximadamente 7% do tempo do ciclo e 70% da ociosidade (ambos em comparação com o tempo takt). Ademais, as mudanças sugeridas pelo modelo matemático necessitam de baixo investimento e propiciam uma divisão mais igualitária dos tempos nas estações. |
| Abstract: | The technological evolution used in designing new tractors is, in short, the cause that constantly raises the challenge of the complexity of operating these production lines. The search for better performance indicators determines how stations are established and how tasks are divided between stations, influences the order of equipment, and determines the distribution of operators for production. Based on these assumptions, the present work highlights an unbalanced problem in a tractor cabin assembly line in a company in the State of Paraná. It proposes a solution to the aforementioned practical context through a quantitative technique based on mathematical optimization models. The current state of the assembly line is initially demonstrated as a basis for understanding the problem and as a primary analysis of viable gains. Subsequently, a theoretical foundation regarding production/assembly and balancing lines is presented, which serves as a tool for the development of the study when applied to real data. Therefore, the methodology used, based on Operational Research, is described in sequence. The method adopted highlights the process of on-site data collection, such as time and order of tasks in the line, illustration of precedence, analysis of restrictions, definition of the objective function, application and feeding of the mathematical model, choice of performance indicators, obtaining results and making comparisons of the results with the initial situation presented. The solution was obtained by executing a mathematical model in Mixed Integer Linear Programming (MILP), which aimed to minimize the line’s cycle time primarily but also considered making as few modifications as possible. The variation in the number of changes concerning the initial condition made it possible to reach different solutions and choose the one that allowed greater adaptability to the current state of the line. The results demonstrated in this work highlight considerable improvements for the parameters defined in the assembly line, for example, a reduction of approximately 7% in cycle time and 70% in idleness (both compared to takt time). Furthermore, the changes suggested by the mathematical model require low investment and provide a more equal division of time at the stations. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/38189 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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