Contribuições da implantação da tecnologia de informação MES - Manufacturing Execution System - para a melhoria das dimensões competitivas da manufatura: estudo de caso Novelis Brasil Ltda

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Abgrenzung bestehender Beschreibungsmittel für die Modellierung und Spezifikation von Manufacturing Execution Systems

Die Modellierung und Spezifikation von Manufacturing Execution Systems (MES) als prozessnah operierende Software-Systeme stellt eine Herausforderung interdisziplinärer Kommunikation dar. Bisher existiert kein grafisches Beschreibungsmittel, das diesen Prozess ausdrücklich unterstützt. In diesem Diskussionspapier werden bestehende Beschreibungsmittel aus angrenzenden Bereichen, wie die Business Process Modeling Notation, Petrinetze, die formalisierte Prozessbeschreibung oder die Unified Modelling Language anhand allgemeiner und MES-spezifischer Anforderungen auf ihre Eignung untersucht. Es wurden erhebliche Lücken bei der Erfüllung der Anforderungen durch bestehende Beschreibungsmittel identifiziert.

Automotive manufacturing assessment system. Volume III: Materials - weight analysis. Final report.

National Highway Traffic Safety Administration, Washington, D.C.

Automotive manufacturing assessment system. Volume IV: Engine manufacturing analysis. Final report.

National Highway Traffic Safety Administration, Washington, D.C.

Automotive manufacturing assessment system. Volume I: master product schedules. Final report.

National Highway Traffic Safety Administration, Washington, D.C.

Automotive manufacturing assessment system. Volume II: product schedules of engine/drivetrain combinations. Final report.

National Highway Traffic Safety Administration, Washington, D.C.

Tuotekustannus- ja kannattavuustiedon hallinta kartonkitehtaalla

Työssä keskitytään tuotekustannus- ja kannattavuustiedon hallintaan kartonkitehtaalla. Aiemmassa kohdeympäristöön tehdyssä lopputyössä osoitettiin selkeä tarve uudelle laskentajärjestelmälle. Uuden tehdasjärjestelmän myötä uuden laskentajärjestelmän hankkiminen tuli ajankohtaiseksi, joten työssä tutkitaan muun muassa tarkennetunlaskentajärjestelmän ominaisuuksia ja paperiteollisuuden sille asettamia vaatimuksia. Työssä tutkitaan myös määriteltyjen käyttäjäryhmien tuotekustannus- ja kannattavuustietotarpeita. Tarpeita peilataan reaaliaikaiseen kustannuslaskentajärjestelmän ja tarkennetun paperiteollisuuteen suunnitellun taloudellisenohjausjärjestelmän ominaisuuksiin. Lisäksi työssä käydään yleisellä tasolla kohdeympäristön tuotekustannuslaskentaa läpi ja tarkastellaan kriittisesti sen sekänykyisten laskentajärjestelmien toimivuutta nykyisessä toimintaympäristössä teorian pohjalta sekä case-esimerkkien avulla. Työn tuloksena voidaan sanoa, että laskentajärjestelmien ja -menetelmien kehittäminen on välttämätöntä kohdeympäristössä, sillä tämän hetkiset laskentajärjestelmät ja -menetelmät ovat riittämättömiä nykyisessä toimintoympäristössä. Lisäksi nykyisen tuotekustannus- jakannattavuustiedon hallinta tuotetasolla on liian epätarkka. Työssä käsitellyt laskentajärjestelmät tyydyttäisivät yhdessä käyttäjäryhmien tietotarpeet ja lisäksi vastaisivat paperiteollisuuden erityistarpeita laskentajärjestelmien osalta.

Improved order fulfillment in paper production

For the paper mill profitability it is crucial to minimize overproduction and underproduction. Overproduction and underproduction both generate undesired costs and profit losses in paper mill production. This master’s thesis examines paper production order fulfillment subject from paper production level point of view. Research and development approach is selected due to clarification requirements in lately implemented manufacturing execution system. Manufacturing execution systems are generally expected to offer reliable and accurate information about mill production details. However, confusions are likely to occur after implementation of new manufacturing execution system. These confusions are usually harmful and become cumulatively more influential the longer they keep occurring. In this master’s thesis is presented actions to improve order fulfillment at paper mill production level. Central points of the improvement actions are a model for successful order fulfillment in paper mill production and manufacturing execution system catalogue configuration redesign. Improvement actions are implemented in Jokilaakso paper production plant and it is examined as a case study. In the end of this master’s thesis is presented performance measurements which demonstrate order fulfillment from case Jokilaakso.

Threat modeling a factory environment using Microsoft Security Development Lifecycle methodology

The number of security violations is increasing and a security breach could have irreversible impacts to business. There are several ways to improve organization security, but some of them may be difficult to comprehend. This thesis demystifies threat modeling as part of secure system development. Threat modeling enables developers to reveal previously undetected security issues from computer systems. It offers a structured approach for organizations to find and address threats against vulnerabilities. When implemented correctly threat modeling will reduce the amount of defects and malicious attempts against the target environment. In this thesis Microsoft Security Development Lifecycle (SDL) is introduced as an effective methodology for reducing defects in the target system. SDL is traditionally meant to be used in software development, principles can be however partially adapted to IT-infrastructure development. Microsoft threat modeling methodology is an important part of SDL and it is utilized in this thesis to find threats from the Acme Corporation’s factory environment. Acme Corporation is used as a pseudonym for a company providing high-technology consumer electronics. Target for threat modeling is the IT-infrastructure of factory’s manufacturing execution system. Microsoft threat modeling methodology utilizes STRIDE –mnemonic and data flow diagrams to find threats. Threat modeling in this thesis returned results that were important for the organization. Acme Corporation now has more comprehensive understanding concerning IT-infrastructure of the manufacturing execution system. On top of vulnerability related results threat modeling provided coherent views of the target system. Subject matter experts from different areas can now agree upon functions and dependencies of the target system. Threat modeling was recognized as a useful activity for improving security.

Implementation of an Integrated Activity-Based Costing in a Holistic Database Management System and its Implications for Operations Management

Diplomityössä on tutkittu reaaliaikaisen toimintolaskennan toteuttamista suomalaisen lasersiruja valmistavan PK-yrityksen tietojärjestelmään. Lisäksi on tarkasteltu toimintolaskennan vaikutuksia operatiiviseen toimintaan sekä toimintojen johtamiseen. Työn kirjallisuusosassa on käsitelty kirjallisuuslähteiden perusteella toimintolaskennan teorioita, laskentamenetelmiä sekä teknisessä toteutuksessa käytettyjä teknologioita. Työn toteutusosassa suunniteltiin ja toteutettiin WWW-pohjainen toimintolaskentajärjestelmä case-yrityksen kustannuslaskennan sekä taloushallinnon avuksi. Työkalu integroitiin osaksi yrityksen toiminnanohjaus- sekä valmistuksenohjausjärjestelmää. Perinteisiin toimintolaskentamallien tiedonkeruujärjestelmiin verrattuna case-yrityksessä syötteet toimintolaskentajärjestelmälle tulevat reaaliaikaisesti osana suurempaa tietojärjestelmäintegraatiota.Diplomityö pyrkii luomaan suhteen toimintolaskennan vaatimusten ja tietokantajärjestelmien välille. Toimintolaskentajärjestelmää yritys voi hyödyntää esimerkiksi tuotteiden hinnoittelussa ja kustannuslaskennassa näkemällä tuotteisiin liittyviä kustannuksia eri näkökulmista. Päätelmiä voidaan tehdä tarkkaan kustannusinformaatioon perustuen sekä määrittää järjestelmän tuottaman datan perusteella, onko tietyn projektin, asiakkuuden tai tuotteen kehittäminen taloudellisesti kannattavaa.

PDM system functions and utilizations analysis to improve efficiency of sheet metal product design and manufacturing

This study will concentrate on Product Data Management (PDM) systems, and sheet metal design features and classification. In this thesis, PDM is seen as an individual system which handles all product-related data and information. The meaning of relevant data is to take the manufacturing process further with fewer errors. The features of sheet metals are giving more information and value to the designed models. The possibility of implementing PDM and sheet metal features recognition are the core of this study. Their integration should make the design process faster and manufacturing-friendly products easier to design. The triangulation method is the basis for this research. The sections of this triangle are: scientific literature review, interview using the Delphi method and the author’s experience and observations. The main key findings of this study are: (1) the area of focus in triangle (the triangle of three different point of views: business, information exchange and technical) depends on the person’s background and their role in the company, (2) the classification in the PDM system (and also in the CAD system) should be done using the materials, tools and machines that are in use in the company and (3) the design process has to be more effective because of the increase of industrial production, sheet metal blank production and the designer’s time spent on actual design and (4) because Design For Manufacture (DFM) integration can be done with CAD-programs, DFM integration with the PDM system should also be possible.

Adapter module for self-learning production systems

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica, Sistemas e Computadores

Projektivalmistuksen hallinnan kehittäminen

Työn tavoitteena on kehittää elektroniikka-alalla toimivan mittalaitteita valmistavan yrityksen projektivalmistuksen tiedonkulkua. Projektivalmistuksen tietovirrat halutaan keskittää sidosryhmille yhteiseen järjestelmään. Keskittämisen mahdollistamiseksi tutkimuksessa selvitetään ensin sidosryhmien tarpeet yhteiselle järjestelmälle, jonka jälkeen olemassa olevasta järjestelmästä kehitetään löydettyjä tarpeita vastaava. Tutkimuksen taustatiedoksi syvennytään kirjallisuudessa esitettyihin ohjeisiin informaatiosysteemin kehitysprojekteista, projektin onnistumiseen vaikuttavista seikoista ja asiakaslähtöisestä kehittämisestä. Avainasemassa tutkimuksen kehitysprojektin onnistumisessa on käyttäjien tarpeiden huomiointi järjestelmän kehityksessä. Tästä syystä tutkimus toteutettiin toimintatutkimuksena, jolloin päästiin mahdollisimman syvälle kohdeorganisaation tarpeisiin. Tutkimuksen tuloksena projektivalmistuksen hallintajärjestelmä kehitettiin vastaamaan käyttäjiensä tarpeita ja tietovirrat keskitettiin järjestelmään. Yhteinen järjestelmä paransi tiedon laatua, poisti päällekkäisiä töitä sekä tarjoaa paremman näkyvyyden projektivalmistukseen. Näkyvyyden lisääntymisen myötä myös projektivalmistuksen jatkokehitys helpottuu.

Aspects of the design and control of manufacturing systems subject to demand uncertainty

The recent explosive growth in advanced manufacturing technology (AMT) and continued development of sophisticated information technologies (IT) is expected to have a profound effect on the way we design and operate manufacturing businesses. Furthermore, the escalating capital requirements associated with these developments have significantly increased the level of risk associated with initial design, ongoing development and operation. This dissertation has examined the integration of two key sub-elements of the Computer Integrated Manufacturing (CIM) system, namely the manufacturing facility and the production control system. This research has concentrated on the interactions between production control (MRP) and an AMT based production facility. The disappointing performance of such systems has been discussed in the context of a number of potential technological and performance incompatibilities between these two elements. It was argued that the design and selection of operating policies for both is the key to successful integration. Furthermore, policy decisions are shown to play an important role in matching the performance of the total system to the demands of the marketplace. It is demonstrated that a holistic approach to policy design must be adopted if successful integration is to be achieved. It is shown that the complexity of the issues resulting from such an approach required the formulation of a structured design methodology. Such a methodology was subsequently developed and discussed. This combined a first principles approach to the behaviour of system elements with the specification of a detailed holistic model for use in the policy design environment. The methodology aimed to make full use of the `low inertia' characteristics of AMT, whilst adopting a JIT configuration of MRP and re-coupling the total system to the market demands. This dissertation discussed the application of the methodology to an industrial case study and the subsequent design of operational policies. Consequently a novel approach to production control resulted. A central feature of which was a move toward reduced manual intervention in the MRP processing and scheduling logic with increased human involvement and motivation in the management of work-flow on the shopfloor. Experimental results indicated that significant performance advantages would result from the adoption of the recommended policy set.