Implementação da filosofia pull na produção na empresa Schnellecke

Trabalho Final de mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica perfil Manutenção e Produção

Optimização do processo de pultrusão

Cada vez mais é necessário inovar e optimizar, sendo todos os processos susceptíveis a melhorias contínuas. A inovação e empenho no desenvolvimento destas novas soluções resultam do “know-how” já existente e da necessidade permanente de incrementar a produtividade com vista a uma maior competitividade, a flexibilidade e assegurar simultaneamente a qualidade dos produtos manufacturados. Com vista a incrementar a flexibilidade, torna-se necessário reduzir significativamente os tempos de “set-up” e o ”lead-time”, com vista a assegurar a entrega dos produtos de forma cada vez mais rápida. Este objectivo pode ser conseguido através de uma normalização dos elementos que constituem a linha de pultrusão. Implicitamente, observa-se um aumento de produtividade com esta medida. Neste trabalho pretende-se optimizar e flexibilizar todo o processo de pultrusão de perfis estruturais. Foram considerados todos os elementos do sistema, desde o armazém das fibras (“rack”) até à fieira de pultrusão. Foi dedicada particular atenção ao sistema de guiamento das fibras e mantas, à tina onde as fibras são impregnadas em resina, normalizadas as placas de posicionamento das fibras em direcção à entrada da fieira e revisto todo o processo de montagem e fixação da fieira, assim como o sistema de aquecimento da mesma. Com a implementação destes novos sistemas foi conseguida uma poupança significativa de tempo de “set-up” e foram claramente reduzidos os custos unitários de produção. A garantia de qualidade foi também incrementada.

Optimization of the Pultrusion process

Manufacturing processes need permanently to innovate and optimize because any can be susceptible to continuous improvement. Innovation and commitment to the development of these new solutions resulting from existing expertise and the continuing need to increase productivity, flexibility and ensuring the necessary quality of the manufactured products. To increase flexibility, it is necessary to significantly reduce set-up times and lead time in order to ensure the delivery of products ever faster. This objective can be achieved through a normalization of the pultrusion line elements. Implicitly, there is an increase of productivity by this way. This work is intended to optimize the pultrusion process of structural profiles. We consider all elements of the system from the storehouse of the fibers (rack) to the pultrusion die. Particular attention was devoted to (a) the guidance system of the fibers and webs, (b) the resin container where the fibers are impregnated, (c) standard plates positioning of the fibers towards the entrance to the spinneret and also (d) reviewed the whole process of assembling and fixing the die as well as its the heating system. With the implementation of these new systems was achieved a significant saving of time set-up and were clearly reduced the unit costs of production. Quality assurance was also increased.

Aplicação da metodologia de “lean management” no processo de desenvolvimento de produto

O presente trabalho de dissertação teve como objetivo a implementação de metodologias de Lean Management e avaliação do seu impacto no processo de Desenvolvimento de Produto. A abordagem utilizada consistiu em efetuar uma revisão da literatura e levantamento do Estado da Arte para obter a fundamentação teórica necessária à implementação de metodologias Lean. Prosseguiu com o levantamento da situação inicial da organização em estudo ao nível das atividades de desenvolvimento de produto, práticas de gestão documental e operacional e ainda de atividades de suporte através da realização de inquéritos e medições experimentais. Este conhecimento permitiu criar um modelo de referência para a implementação de Lean Management nesta área específica do desenvolvimento de produto. Após implementado, este modelo foi validado pela sua experimentação prática e recolha de indicadores. A implementação deste modelo de referência permitiu introduzir na Unidade de Desenvolvimento de Produto e Sistemas (DPS) da organização INEGI, as bases do pensamento Lean, contribuindo para a criação de um ambiente de Respeito pela Humanidade e de Melhoria Contínua. Neste ambiente foi possível obter ganhos qualitativos e quantitativos nas várias áreas em estudo, contribuindo de forma global para um aumento da eficiência e eficácia da DPS. Prevê-se que este aumento de eficiência represente um aumento da capacidade instalada na Organização, pela redução anual de 2290 horas de desperdício (6.5% da capacidade total da unidade) e pela redução significativa em custos operacionais. Algumas das implementações de melhoria propostas no decorrer deste trabalho, após verificado o seu sucesso, extravasaram a unidade em estudo e foram aplicadas transversalmente à da organização. Foram também obtidos ganhos qualitativos, tais como a normalização de práticas de gestão documental e a centralização e agilização de fluxos de informação. Isso permitiu um aumento de qualidade dos serviços prestados pela redução de correções e retrabalho. Adicionalmente, com o desenvolvimento de uma nova ferramenta que permite a monitorização do estado atual dos projetos a nível da sua percentagem de execução (cumprimento de objetivos), prazos e custos, bem como a estimação das datas de conclusão dos projetos possibilitando o replaneamento do projeto bem como a detecção atempada de desvios. A ferramenta permite também a criação de um histórico que identifica o esforço horário associado à realização das atividades/tarefas das várias áreas de Desenvolvimento de Produto e desta forma pode ser usada como suporte à orçamentação futura de atividades similares. No decorrer do projeto, foram também criados os mecanismos que permitem o cálculo de indicadores das competências técnicas e motivações intrínsecas individuais da equipa DPS. Estes indicadores podem ser usados na definição por parte dos gestores dos projetos da composição das equipas de trabalho, dos executantes de tarefas individuais do projeto e dos destinatários de ações de formação. Com esta informação é expectável que se consiga um maior aproveitamento do potencial humano e como consequência um aumento do desempenho e da satisfação pessoal dos recursos humanos da organização. Este caso de estudo veio demonstrar que o potencial de melhoria dos processos associados ao desenvolvimento de produto através de metodologias de Lean Management é muito significativo, e que estes resultam em ganhos visíveis para a organização bem como para os seus elementos individualmente.

Desenvolvimento de um modelo para a gestão de stocks no grupo Nors

Hoje em dia, um dos grandes objetivos das empresas é conseguirem uma gestão eficiente. Em particular, empresas que lidam com grandes volumes de stocks têm a necessidade de otimizar as quantidades dos seus produtos armazenados, com o objetivo, de entre outros, reduzir os seus custos associados. O trabalho documentado descreve um novo modelo, desenvolvido para a gestão de encomendas de uma empresa líder em soluções de transporte. A eficiência do modelo foi alcançada com a utilização de vários métodos matemáticos de previsão. Salientam-se os métodos de Croston, Teunter e de Syntetos e Boylan adequados para artigos com procuras intermitentes e a utilização de métodos mais tradicionais, tais como médias móveis ou alisamento exponencial. Os conceitos de lead time, stock de segurança, ponto de encomenda e quantidade económica a encomendar foram explorados e serviram de suporte ao modelo desenvolvido. O stock de segurança recebeu especial atenção. Foi estabelecida uma nova fórmula de cálculo em conformidade com as necessidades reais da empresa. A eficiência do modelo foi testada com o acompanhamento da evolução do stock real. Para além de uma redução significativa do valor dos stocks armazenados, a viabilidade do modelo é reflectida pelo nível de serviço alcançado.

Melhoria/simplificação ergonómica de linhas de montagem

Hoje em dia, com os avanços constantes na indústria, novas áreas começam cada vez mais a ser foco de atenção por parte das organizações. Motivados pela procura de melhores condições para os seus colaboradores e por todos os benefícios que este tipo de intervenção oferece, tanto a curto, como principalmente a médio e longo prazo, a Grohe Portugal, mais especificamente o seu departamento de montagem, achou relevante potenciar a aplicação da Ergonomia nos seus postos de trabalho. Posto isto, esta dissertação pretende apresentar o trabalho desenvolvido junto da organização que teve como objetivo projetar e executar uma linha de montagem que tivesse em consideração os seguintes aspetos: • Ergonomia; • Automatização ou semi-automatização de operações; • Simplificação de aspetos operacionais; • Sistemas de abastecimento mais robustos e de fácil uso; • Simplificação de setups; • Definição de dimensões normalizadas para futuros projetos. As soluções encontradas tiveram como objetivo primordial satisfazer o maior número possível de colaboradores, sendo que para tal foram utilizados dados referentes a antropometria da população Portuguesa. Para a realização e conclusão deste projeto, o trabalho foi decomposto em varias etapas, de entre as quais se destacam: • Analise e estudo dos métodos de montagem; • Levantamento de todos os componentes e operações que constituem o processo de fabrico das diversas famílias onde foram implementados novos projetos; • Definição e uniformização da estrutura das novas linhas de montagem; • Estudo e definição da disposição dos componentes na nova linha, bem como da sua forma de abastecimento; • Projeto da linha de montagem em 3D com recurso ao software SolidWorks (DassaultSystemes, 2014); • Montagem final da linha, bem como o acompanhamento da sua fase de arranque. Durante o estagio foi ainda pensado e implementado um projeto paralelo com vista a constante manutenção e melhoria do departamento de montagem cujo objetivo, através de “plant walks”, e detetar de entre outras, situações de falta de identificação de componentes ou equipamentos, degradação de ferramentas, fugas ou derrames nas linhas, etc. O balanco final do trabalho foi bastante positivo, tendo-se alcançado melhorias em alguns índices de qualidade, tempos de abastecimento e condições ergonómicas dos postos de trabalho que sofreram intervenção, tendo essas melhorias resultado numa avaliação positiva por parte dos colaboradores que integram essas mesmas linhas.

T-Policy in Reliability and Inventory

In this thesis T-policy is implemented to the inventory system with random lead time and also repair in the reliability of k-out-of-n system. Inventory system may be considered as the system of keeping records of the amounts of commodities in stock. Reliability is defined as the ability of an entity to perform a required function under given conditions for a given time interval. It is measured by the probability that an entity E can perform a required function under given conditions for the time interval. In this thesis considered k-out-of-n system with repair and two modes of service under T-policy. In this case first server is available always and second server is activated on elapse of T time units. The lead time is exponentially distributed with parameter  and T is exponentially distributed with parameter  from the epoch at which it was inactivated after completion of repair of all failed units in the previous cycle, or the moment n-k failed units accumulate. The repaired units are assumed to be as good as new. In this study , three different situations, ie; cold system, warm system and hot system. A k-out-of-n system is called cold, warm or hot according as the functional units do not fail, fail at a lower rate or fail at the same rate when system is shown as that when it is up.

ON (s,S) inventory policy with/without retrial and interruption of services/production

In this thesis we have developed a few inventory models in which items are served to the customers after a processing time. This leads to a queue of demand even when items are available. In chapter two we have discussed a problem involving search of orbital customers for providing inventory. Retrial of orbital customers was also considered in that chapter; in chapter 5 also we discussed retrial inventory model which is sans orbital search of customers. In the remaining chapters (3, 4 and 6) we did not consider retrial of customers, rather we assumed the waiting room capacity of the system to be arbitrarily large. Though the models in chapters 3 and 4 differ only in that in the former we consider positive lead time for replenishment of inventory and in the latter the same is assumed to be negligible, we arrived at sharper results in chapter 4. In chapter 6 we considered a production inventory model with production time distribution for a single item and that of service time of a customer following distinct Erlang distributions. We also introduced protection of production and service stages and investigated the optimal values of the number of stages to be protected.

Stochastic processes and their applications semi-markov analysis of some inventory and queuing problems

This thesis analyses certain problems in Inventories and Queues. There are many situations in real-life where we encounter models as described in this thesis. It analyses in depth various models which can be applied to production, storag¢, telephone traffic, road traffic, economics, business administration, serving of customers, operations of particle counters and others. Certain models described here is not a complete representation of the true situation in all its complexity, but a simplified version amenable to analysis. While discussing the models, we show how a dependence structure can be suitably introduced in some problems of Inventories and Queues. Continuous review, single commodity inventory systems with Markov dependence structure introduced in the demand quantities, replenishment quantities and reordering levels are considered separately. Lead time is assumed to be zero in these models. An inventory model involving random lead time is also considered (Chapter-4). Further finite capacity single server queueing systems with single/bulk arrival, single/bulk services are also discussed. In some models the server is assumed to go on vacation (Chapters 7 and 8). In chapters 5 and 6 a sort of dependence is introduced in the service pattern in some queuing models.

Probability Theory. Stochastic Processes And Their Applications Probabilistic Analysis Of Some Queueing And Inventory Models

In this thesis we attempt to make a probabilistic analysis of some physically realizable, though complex, storage and queueing models. It is essentially a mathematical study of the stochastic processes underlying these models. Our aim is to have an improved understanding of the behaviour of such models, that may widen their applicability. Different inventory systems with randon1 lead times, vacation to the server, bulk demands, varying ordering levels, etc. are considered. Also we study some finite and infinite capacity queueing systems with bulk service and vacation to the server and obtain the transient solution in certain cases. Each chapter in the thesis is provided with self introduction and some important references

The predictability of extratropical storm tracks and the sensitivity of their prediction to the observing system

A new method for assessing forecast skill and predictability that involves the identification and tracking of extratropical cyclones has been developed and implemented to obtain detailed information about the prediction of cyclones that cannot be obtained from more conventional analysis methodologies. The cyclones were identified and tracked along the forecast trajectories, and statistics were generated to determine the rate at which the position and intensity of the forecasted storms diverge from the analyzed tracks as a function of forecast lead time. The results show a higher level of skill in predicting the position of extratropical cyclones than the intensity. They also show that there is potential to improve the skill in predicting the position by 1 - 1.5 days and the intensity by 2 - 3 days, via improvements to the forecast model. Further analysis shows that forecasted storms move at a slower speed than analyzed storms on average and that there is a larger error in the predicted amplitudes of intense storms than the weaker storms. The results also show that some storms can be predicted up to 3 days before they are identified as an 850-hPa vorticity center in the analyses. In general, the results show a higher level of skill in the Northern Hemisphere (NH) than the Southern Hemisphere (SH); however, the rapid growth of NH winter storms is not very well predicted. The impact that observations of different types have on the prediction of the extratropical cyclones has also been explored, using forecasts integrated from analyses that were constructed from reduced observing systems. A terrestrial, satellite, and surface-based system were investigated and the results showed that the predictive skill of the terrestrial system was superior to the satellite system in the NH. Further analysis showed that the satellite system was not very good at predicting the growth of the storms. In the SH the terrestrial system has significantly less skill than the satellite system, highlighting the dominance of satellite observations in this hemisphere. The surface system has very poor predictive skill in both hemispheres.

Potential predictability of rapid changes in the Atlantic meridional overturning circulation

We explore the potential predictability of rapid changes in the Atlantic meridional overturning circulation (MOC) using a coupled global climate model (HadCM3). Rapid changes in the temperature and salinity of surface water in the Nordic Seas, and the flow of dense water through Denmark Strait, are found to be precursors to rapid changes in the model's MOC, with a lead time of around 10 years. The mechanism proposed to explain this potential predictability relies on the development of density anomalies in the Nordic Seas which propagate through Denmark Strait and along the deep western boundary current, affecting the overturning. These rapid changes in the MOC have significant, and widespread, climate impacts which are potentially predictable a few years ahead. Whilst the flow through Denmark Strait is too strong in HadCM3, the presence of such potential predictability motivates the monitoring of water properties in the Nordic Seas and Denmark Strait.

Coupled simulations of the Indian monsoon intraseasonal oscillation using a fine-resolution mixed-layer ocean model

The intraseasonal variability (ISV) of the Indian summer monsoon is dominated by a 30–50 day oscillation between “active” and “break” events of enhanced and reduced rainfall over the subcontinent, respectively. These organized convective events form in the equatorial Indian Ocean and propagate north to India. Atmosphere–ocean coupled processes are thought to play a key role the intensity and propagation of these events. A high-resolution, coupled atmosphere–mixed-layer-oceanmodel is assembled: HadKPP. HadKPP comprises the Hadley Centre Atmospheric Model (HadAM3) and the K Profile Parameterization (KPP) mixed-layer ocean model. Following studies that upper-ocean vertical resolution and sub-diurnal coupling frequencies improve the simulation of ISV in SSTs, KPP is run at 1 m vertical resolution near the surface; the atmosphere and ocean are coupled every three hours. HadKPP accurately simulates the 30–50 day ISV in rainfall and SSTs over India and the Bay of Bengal, respectively, but suffers from low ISV on the equator. This is due to the HadAM3 convection scheme producing limited ISV in surface fluxes. HadKPP demonstrates little of the observed northward propagation of intraseasonal events, producing instead a standing oscillation. The lack of equatorial ISV in convection in HadAM3 constrains the ability of KPP to produce equatorial SST anomalies, which further weakens the ISV of convection. It is concluded that while atmosphere–ocean interactions are undoubtedly essential to an accurate simulation of ISV, they are not a panacea for model deficiencies. In regions where the atmospheric forcing is adequate, such as the Bay of Bengal, KPP produces SST anomalies that are comparable to the Tropical Rainfall Measuring Mission Microwave Imager (TMI) SST analyses in both their magnitude and their timing with respect to rainfall anomalies over India. HadKPP also displays a much-improved phase relationship between rainfall and SSTs over a HadAM3 ensemble forced by observed SSTs, when both are compared to observations. Coupling to mixed-layer models such as KPP has the potential to improve operational predictions of ISV, particularly when the persistence time of SST anomalies is shorter than the forecast lead time.

How well does the ECMWF Ensemble Prediction System predict blocking?

Forecasting atmospheric blocking is one of the main problems facing medium-range weather forecasters in the extratropics. The European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) Ensemble Prediction System (EPS) provides an excellent basis for medium-range forecasting as it provides a number of different possible realizations of the meteorological future. This ensemble of forecasts attempts to account for uncertainties in both the initial conditions and the model formulation. Since 18 July 2000, routine output from the EPS has included the field of potential temperature on the potential vorticity (PV) D 2 PV units (PVU) surface, the dynamical tropopause. This has enabled the objective identification of blocking using an index based on the reversal of the meridional potential-temperature gradient. A year of EPS probability forecasts of Euro-Atlantic and Pacific blocking have been produced and are assessed in this paper, concentrating on the Euro-Atlantic sector. Standard verification techniques such as Brier scores, Relative Operating Characteristic (ROC) curves and reliability diagrams are used. It is shown that Euro-Atlantic sector-blocking forecasts are skilful relative to climatology out to 10 days, and are more skilful than the deterministic control forecast at all lead times. The EPS is also more skilful than a probabilistic version of this deterministic forecast, though the difference is smaller. In addition, it is shown that the onset of a sector-blocking episode is less well predicted than its decay. As the lead time increases, the probability forecasts tend towards a model climatology with slightly less blocking than is seen in the real atmosphere. This small under-forecasting bias in the blocking forecasts is possibly related to a westerly bias in the ECMWF model. Copyright © 2003 Royal Meteorological Society

An event-based approach to validating solar wind speed predictions: high-speed enhancements in the Wang-Sheeley-Arge model

One of the primary goals of the Center for Integrated Space Weather Modeling (CISM) effort is to assess and improve prediction of the solar wind conditions in near‐Earth space, arising from both quasi‐steady and transient structures. We compare 8 years of L1 in situ observations to predictions of the solar wind speed made by the Wang‐Sheeley‐Arge (WSA) empirical model. The mean‐square error (MSE) between the observed and model predictions is used to reach a number of useful conclusions: there is no systematic lag in the WSA predictions, the MSE is found to be highest at solar minimum and lowest during the rise to solar maximum, and the optimal lead time for 1 AU solar wind speed predictions is found to be 3 days. However, MSE is shown to frequently be an inadequate “figure of merit” for assessing solar wind speed predictions. A complementary, event‐based analysis technique is developed in which high‐speed enhancements (HSEs) are systematically selected and associated from observed and model time series. WSA model is validated using comparisons of the number of hit, missed, and false HSEs, along with the timing and speed magnitude errors between the forecasted and observed events. Morphological differences between the different HSE populations are investigated to aid interpretation of the results and improvements to the model. Finally, by defining discrete events in the time series, model predictions from above and below the ecliptic plane can be used to estimate an uncertainty in the predicted HSE arrival times.