Extensão do modelo Resource Task Network para planeamento de robôs em linhas de montagem

Abstract

Para atingir níveis superiores de eficiência, o conceito indústria 4.0 pretende criar sistemas mais eficientes e flexíveis. Na indústria da manufatura existe cada vez mais pressão para projetar novas linhas de montagem que incluam a utilização de robôs colaborativos e móveis. f O objetivo deste estudo é desenvolver um modelo de otimização que utiliza programação linear mista (MILP) para o escalonamento ótimo de robôs colaborativos em linhas de montagem. Através disso, investigar se uma determinada empresa de manufatura pode beneficiar com a diminuição do número de robôs na linha de produção, e enquanto isso tornar os robôs mais eficientes, mais colaborativos com humanos e reduzir tempos não produzidos entre tarefas. Utilizando a formulação Resource Task Network (RTN) e ste estudo analisa se a utilização de apenas um robô dedicado a duas estações de trabalho pode ser viável e em que cenários pode ser apresentado como uma desvantagem. Nesta dissertação são ainda apresentadas modificações ao modelo RTN convencional para descobrir graus de liberdade adicionais e assim conseguir modelar o planeamento das linhas de montagem em maior detalhe.

To achieve superior levels of efficiency Industry 4.0 concept intends to create more efficient and flexible manufacturing systems and also reduce costs. The manufacturing industry is increasing the pressure to design novel assembly lines that includes the utilization of collaborative and mobile robots. The purpose of this study is to develop a mixed linear programming (MILP) optimization approach for the optimal scheduling of collaborative robots in assembly production lines. Through this, investigate if a given manufacturing company can benefit with the decrease on the number of robots in the production line; while making the robots more efficient, more collaborative with humans and reducing time loss between tasks. Using the resource task network method – based on continuous formulation framework, this study analyses if using only one robot dedicated to two workstations can be viable, and in what scenarios it can be presented as a disadvantage. In this study, is presented modifications to the conventional RTN model to discover additional degrees of freedom and is these extensions modeling complete assembly lines in detail.