An assessment of the mixed-model assembly line balancing and sequencing problem

Abstract

A manufatura evoluiu e com a sua evolução surgem novos desafios que se pretendem superar. A produção em massa foi substituída pela customização em massa, o que obrigou as empresas a reformular as linhas de montagem. O crescimento da procura por produtos customizados obrigaria a custos avultados na construção de uma linha para cada variante dos produtos. Assim, surgiram as linhas de montagem de modelos mistos, e o tradicional layout reto foi substituído pelo formato em U para obter maior flexibilidade. Com estas apareceram também novos problemas relacionados com a equilibragem das linhas e o seu sequenciamento. Este trabalho centra-se no sequenciamento destas novas linhas de montagem, mas para tal é necessário garantir que existe uma equilibragem teoricamente perfeita da linha. Para uma linha que monta cilindros pneumáticos e com uma possibilidade de gerar mais de 200 combinações distintas, a sua equilibragem e o seu sequenciamento são tarefas árduas e complexas. Através da simulação e da análise dos dados fornecidos pela simulação, espera-se obter as informações necessárias. As informações sobre as listas de combinações dos produtos que devem ser evitadas no sequenciamento são recolhidas para que não ocorram paragens não planeadas pela equilibragem. Ao serem eliminadas estas listas de maior percentagem de bloqueamento espera-se alcançar o sequenciamento ideal. Este método foi facilmente testado e verificado para uma linha perfeitamente equilibrada de três estações e dois produtos. Ao aumentar a complexidade de forma a aproximar-se da linha real, o número de sequencias que causam o bloqueio da linha aumentam de forma exponencial. Minimizar o tempo bloqueado será cada vez mais crucial para a empresa, mas outras regras podem ser violadas. Definir claramente o peso da transgressão das regras estipuladas permitirá entender o impacto de desconsiderar as quantidades de produção para minimizar o tempo ocioso.

Manufacturing has evolved, and with its evolution, new challenges arise that are intended to be overcome. Mass production was replaced by mass customization, which forced companies to reformulate the assembly lines. The growth of demand for customized products meant high costs in the construction of a line for each product variant. Thus, the mixed-model assembly lines emerged, and the traditional straight layout was replaced for the U-shaped form to obtain greater flexibility. New problems related to the balance of the lines and their sequencing have arisen. This work focuses on the sequencing of these new assembly lines, but for this, it is necessary to ensure that there is a theoretically perfect balance of the line. For an assembly line that assembles pneumatic cylinders and with the possibility of generating more than 200 different combinations, its balance and sequencing are arduous and complex tasks. Through the simulation and analysis of the data provided by the simulation, it is expected to obtain necessary information. Information about lists of product combinations that should be avoided in the sequencing is collected so as not to occur unplanned stops in the balancing. When the lists of products with the highest blocking percentage are eliminated, the ideal sequencing is expected to be achieved. This method was easily tested and verified for a perfectly balanced line of three stations and two products. When increasing the complexity to approach to the real line, the number of lists that cause the line to block increases exponentially. To minimize the blocked time will be increasingly crucial for the company, but other rules can be broken. Clearly defining the weight of breaking the rules will allow understanding the impact of disregarding production quantities to minimize idle time.