Dimensionamento de buffers em linhas de produção

Abstract

O problema da alocação de buffers pretende determinar a dimensão do stock e a sua localização dentro das linhas de produção com o propósito de melhorar o desempenho do sistema produtivo. O fluxo de material numa linha de produção poder ser interrompido por falhas em máquinas, variação em tempos de processamento, peças presas nas máquinas ou pequenas paragens. A inclusão de buffers nas linhas de produção permite aumentar a taxa média de produção da mesma, pois limita a propagação de interrupções e ajuda a alimentar as máquinas tornando-as mais independentes. Todavia, esta solução acarreta custos e espaço, sendo por isso uma área de investigação chave no que concerne os sistemas produtivos e design de linhas de produção, tanto a nível operacional como económico.Esta dissertação tem como objetivo a implementação de um modelo de programação linear que auxiliará tanto no planeamento da produção bem como na otimização do tamanho de buffer. O mesmo será aplicado a um caso de estudo real. Este é uma fábrica de mobiliário cujo sistema de produção é de grande complexidade devido ao elevado número de rotas e produtos produzidos. Assim, foi realizado um tratamento de dados, com o propósito de identificar quais os itens produtivos (produtos, máquina ou rotas) que serviriam de dados entrada no modelo.O modelo foi resolvido através do software de otimização IBM ILOG-CPLEX 12.8 tendo sido obtidos resultados computacionais reduzidos quando comparados com o tempo de processamento dos produtos no plano de produção. A análise dos resultados permitiu verificar que o modelo aplicado é uma ferramenta interessante, na medida em que evidencia correções que são necessárias realizar no planeamento da produção do caso em estudo.

The buffer allocation problem is intended to determine the size of the stock and its location within the production lines in order to improve the performance of the production system. Material flow on a production line can be interrupted by machine failures, variation in processing times, parts stuck on the machines or small stops. Adding buffers to production lines increases the average production rate of buffers by limiting the spread of interruptions and helping to feed machines more independently. However, this solution entails costs and space and is therefore a key research area for production systems and production line design, both operationally and economically.This dissertation aims to implement a linear programming model that will assist both in production planning as well as in buffer size optimization. The same will apply to a real case study. This is a furniture factory whose production system is of great complexity due to the high number of routes and products produced. Thus, a data processing was performed, with the purpose of identifying which productive items (products, machine or routes) would serve as data input to the model.The model was solved using IBM ILOG-CPLEX 12.8 optimization software and reduced computational results were obtained when compared to the processing time of the products in the production plan. The analysis of the results showed that the applied model is an interesting tool, as it shows corrections that are necessary to make in the production planning of the case study.