Συγκριτική μελέτη μεθόδων εξισορρόπησης γραμμής παραγωγής

Περρή, Ευφροσύνη

Comparative study on assembly line balancing methodologies

Διπλωματική εργασία

Author

Περρή, Ευφροσύνη

Date

2023-07-27

Advisor

Κονδύλη, Αιμιλία
Σαγιάς, Βασίλειος

Διπλωματική εργασία (4.839Mb)

18.-Δήλωση-Συγγραφέα-Διπλωματικής-Εργασίας.pdf (402.2Kb)

Keywords

Συστήματα παραγωγής ; Γραμμές συναρμολόγησης ; Ευρετική ; Μέθοδοι εξισορρόπησης γραμμής παραγωγής ; Εξισορρόπηση γραμμής παραγωγής

Abstract

Οι γραμμές παραγωγής (assembly lines) είναι, παραδοσιακά, συστήματα μαζικής συναρμολόγησης προϊόντων, που αποτελούνται από σταθμούς εργασίας κατά μήκος ενός μηχανισμού μεταφοράς. Οι απαιτήσεις σε κεφάλαια επενδύσεων κατά την εγκατάσταση ή τον επανασχεδιασμό μιας γραμμής συναρμολόγησης είναι υψηλές και το ενδιαφέρον των ερευνητών για τον τομέα αυτό είναι μεγάλο. Ο σχεδιασμός μιας γραμμής παραγωγής αφορά στην καταλληλότερη κατανομή του συνολικού φόρτου εργασίας για την κατασκευή κάθε μονάδας του προϊόντος που πρόκειται να συναρμολογηθεί μεταξύ των υπαρχόντων σταθμών εργασίας, στην μείωση των σταθμών εργασίας και του χρονικού κύκλου εργασιών με απώτερο στόχο την αύξηση της απόδοσης της γραμμής παραγωγής. Οι μέθοδοι εξισορρόπησης (Αssembly Line Balancing, ALB) αφορούν στην βελτιστοποίηση της διαδικασίας μαζικής παραγωγής μέσω διαίρεσης των εργασιών σε σταθμούς εργασίας και κατανομής ίσου χρόνου επεξεργασίας στον καθένα, χωρίς την ύπαρξη καθυστέρησης. Πολλές επιστημονικές έρευνες έχουν πραγματοποιηθεί για την περιγραφή και την επίλυση των προβλημάτων εξισορρόπησης των γραμμών συναρμολόγησης (Αssembly Line Balancing Problem, ALBP). Δυο είναι οι γενικές τάσεις που αφορούν την επίλυση των ALBP: η χρήση ευρετικών μεθόδων για τα σχετικά απλά ALB προβλήματα και χρήση μετα-ευρετικών μεθόδων για πιο σύνθετα προβλήματα. Στην συγκεκριμένη διπλωματική εργασία έγινε σύγκριση των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από την εφαρμογή τριών ευρετικών μεθόδων (LCR, KWC, RPW) στην εξισορρόπηση της γραμμής συναρμολόγησης σε πέντε διαφορετικές περιπτώσεις. Σε όλες τις περιπτώσεις επιτεύχθηκε η εξισορρόπηση της γραμμής με αποτέλεσμα την αύξηση της απόδοσης συγκριτικά με την προηγουμένη κατάσταση. Οι μέθοδοι LCR και RPW εμφανίζουν την ίδια αποτελεσματικότητα στην απόδοση γραμμής, ανεξαρτήτως του τρόπου αντιμετώπισης του προβλήματος (SALBP-1 ή SALBP -2), ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις η ΚWC μέθοδος έχει μικρότερη δυναμική στα προβλήματα εξισορρόπησης. Αναφορικά με την μείωση της καθυστέρησης εξισορρόπησης σε ποσοστιαίες μονάδες, είναι και αυτή ανεξάρτητη των μεθόδων που θα χρησιμοποιήσουμε, καθώς δεν υπάρχουν σημαντικές διαφορές στα αποτελέσματα, αλλά εξαρτάται από την αύξηση της απόδοσης γραμμής.

Abstract

Traditionally assembly lines are systems of mass production, consisting of workstations along a conveyor mechanism. Investment capital requirements when installing or redesigning an assembly line are high and the interest of researchers in this area is high too. The design of an assembly line has to do with the most appropriate allocation of total workload between the existing workstations, the reduction of the number of workstations and the cycle time in order to increase the efficiency of the line. The Assembly Line Balancing (ALB) is about the optimization of mass production process by dividing tasks into several workstations and allocating equal processing time to each one, without delay. Much scientific research has been carried out about solving Assembly Line Balancing Problems (ALBP). There are two main groups of solving problems methods: the group of heuristic methods, used for simple ALB problems and the group of meta-heuristic methods, used for more complex situations. In this thesis, a comparison was made between three heuristic methods (LCR, KWC, RPW) which were used for solving ALBPs in five case studies. In these case studies, assembling line balancing was achieved finally and the efficiency was increased. The LCR and RPW methods had the same efficiency increase in line performance, regardless of how the problem is addressed (SALBP-1 or SALBP -2), while in some cases the KWC method appears to be less effective in balancing problems. Regarding the percentage reduction of balancing delay, it turns out to be independent of the used method, but it depends on the increase of the line efficiency.