Determination of optimal preventive maintenance strategy for serial production lines

A Split System Approach (SSA) based methodology is presented to assist in making optimal Preventive Maintenance decisions for serial production lines. The methodology treats a production line as a complex series system with multiple PM actions over multiple intervals. Both risk related cost and maintenance related cost are factored into the methodology as either deterministic or random variables. This SSA based methodology enables Asset Management (AM) decisions to be optimized considering a variety of factors including failure probability, failure cost, maintenance cost, PM performance, and the type of PM strategy. The application of this new methodology and an evaluation of the effects of these factors on PM decisions are demonstrated using an example. The results of this work show that the performance of a PM strategy can be measured by its Total Expected Cost Index (TECI). The optimal PM interval is dependent on TECI, PM performance and types of PM strategies. These factors are interrelated. Generally it was found that a trade-off between reliability and the number of PM actions needs to be made so that one can minimize Total Expected Cost (TEC) for asset maintenance.

Optimising preventive maintenance strategy for production Lines

Preventive Maintenance (PM) is often applied to improve the reliability of production lines. A Split System Approach (SSA) based methodology is presented to assist in making optimal PM decisions for serial production lines. The methodology treats a production line as a complex series system with multiple (imperfect) PM actions over multiple intervals. The conditional and overall reliability of the entire production line over these multiple PM intervals are hierarchically calculated using SSA, and provide a foundation for cost analysis. Both risk-related cost and maintenance-related cost are factored into the methodology as either deterministic or random variables. This SSA based methodology enables Asset Management (AM) decisions to be optimised considering a variety of factors including failure probability, failure cost, maintenance cost, PM performance, and the type of PM strategy. The application of this new methodology and an evaluation of the effects of these factors on PM decisions are demonstrated using an example. The results of this work show that the performance of a PM strategy can be measured by its Total Expected Cost Index (TECI). The optimal PM interval is dependent on TECI, PM performance and types of PM strategies. These factors are interrelated. Generally, it was found that a trade-off between reliability and the number of PM actions needs to be made so that one can minimise Total Expected Cost (TEC) for asset maintenance.

Application of the cross-entropy method to the buffer allocation problem in a simulation-based environment

The buffer allocation problem (BAP) is a well-known difficult problem in the design of production lines. We present a stochastic algorithm for solving the BAP, based on the cross-entropy method, a new paradigm for stochastic optimization. The algorithm involves the following iterative steps: (a) the generation of buffer allocations according to a certain random mechanism, followed by (b) the modification of this mechanism on the basis of cross-entropy minimization. Through various numerical experiments we demonstrate the efficiency of the proposed algorithm and show that the method can quickly generate (near-)optimal buffer allocations for fairly large production lines.

A genetic algorithm/mathematical programming approach to solve a two-level soft drink production problem

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Produção biogênica de sulfetos em amostras de água e óleo

Durante a exploração de petróleo offshore (fora da costa), a injeção de água do mar no processo de recuperação secundária de petróleo, ocasiona a produção de sulfeto de hidrogênio (H2S) pela presença das bactérias redutoras de sulfato (BRS), que reduzem o sulfato presente na água em sulfeto. A produção intensiva de H2S tem sido um dos maiores problemas das indústrias petrolíferas, pois constitui-se uma das principais causas de corrosão em linhas de produção (tubulações), equipamentos e tanques metálicos. Os principais micro-organismos presentes em amostras salinas provenientes de tanques de armazenamento de água e óleo da indústria do petróleo são as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS). Atualmente, a quantificação desses grupos microbianos é realizada através da técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. Neste trabalho foi utilizada a metodologia de produção semi-contínua de sulfetos biogênicos por 15 dias, numa tentativa de correlacionar com os resultados de quantificação de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Nesse caso, avaliou-se as condições mais adequadas para a produção biogênica de sulfetos em tanques, alterando-se parâmetros tais como salinidade, temperatura e composição do meio de cultura. Verificou-se que os aumentos da salinidade e da temperatura do meio implicaram na diminuição da atividade biogênica semi-contínua de geração de sulfetos. E conforme dilui-se o meio de cultura, o crescimento de bactérias foi reduzido, assim como a geração de sulfetos. A quantificação de BRS e BANHT foi avaliada pela técnica do NMP de acordo com o método do FDA em 2011 e de Harrigan em 1998. Este último subestima a população microbiana, desconsiderando os limites e erros provenientes da técnica

自动生产线和柔性制造系统的建模、分析与控制

自动生产线和柔性制造系统是典型的离散事件动态系统,近几年在控制理论界受到极大重视。本文首先对自动生产线的建模与分析的研究概况做了综述,重点放在排队网络模型。然后介绍了柔性制造系统的管理与控制问题。

Aplicação dos princípios da manutenção Lean na indústria farmacêutica

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Estratégias e internacionalização na manutenção e produção

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Implementação de supermercados na produção na empresa Schnellecke

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

Automatização de sistemas de inspeção COGNEX

Com um mercado automóvel cada vez mais competitivo e com os construtores automóveis à procura de atingir os zero defeitos nos seus produtos, a Bosch Car Multimédia Portugal S.A, fabricante de sistemas multimédia para o mercado automóvel, tem como objetivo a qualidade perfeita dos seus produtos. Tal perfeição exige processos de fabrico cada vez mais evoluídos e com melhores sistemas de auxílio à montagem. Nesse sentido, a incorporação de sistemas de visão artificial para verificação da montagem correta dos componentes em sistemas multimédia tem vindo a crescer largamente. Os sistemas de inspeção visual da Cognex tornaram-se o standard da Bosch para a verifi-cação da montagem de componentes por serem sistemas bastante completos, fáceis de con-figurar e com um suporte técnico bastante completo. Estes sistemas têm vindo a ser inte-grados em diversas máquinas (postos) de montagem e nunca foi desenvolvida uma ferra-menta normalizada para integração destes sistemas com as máquinas. A ideia principal deste projeto passou por desenvolver um sistema (uma aplicação informá-tica) que permita controlar os indicadores de qualidade destes sistemas de visão, garantir o seguimento dos produtos montados e, ao mesmo tempo, efetuar cópias de segurança de todo o sistema para utilização em caso de avaria ou de troca de equipamento. Tal sistema foi desenvolvido recorrendo à programação de uma Dynamic Link Library (DLL), através da linguagem VisualBasic.NET, que permite às aplicações dos equipamen-tos (máquinas) da Bosch Car Multimédia comunicarem de uma forma universal e transpa-rente com os sistemas de inspeção visual da marca Cognex. Os objetivos a que o autor se propôs no desenvolvimento deste sistema foram na sua maioria alcançados e o projeto encontra-se atualmente implementado e em execução nas linhas de produção da Bosch Car Multimédia.

Projeto e desenvolvimento de células robotizadas para soldadura e cladding

A utilização de equipamentos robóticos para o processo de soldadura por arco elétrico teve um forte crescimento nas décadas de 80 e 90, altura em que o custo e fiabilidade da tecnologia passou a permitir a integração de robôs em linhas de produção ou em células de fabrico. Depressa cresceram as exigências de uma produção com qualidade repetitiva e facilmente ajustável, e as restrições ao uso de processos manuais ou de tecnologias com pouca flexibilidade. Desde o início do século XXI que a renovação de uma estação de fabrico de peças soldadas para produção em série, especialmente no setor automóvel, parece forçada à integração de robôs industriais, que assim se tornaram símbolos de produtividade. A KAMAZ encontra-se atualmente a renovar alguns dos seus processos de fabrico, incluindo as áreas de soldadura por arco ou cladding. Esta Dissertação aborda o trabalho elaborado, depois de contratualizada com a ABB Rússia a instalação de novas células de fabrico robotizado nesta empresa. Este projeto tem início com o levantamento das necessidades, a verificação do processo existente, e a procura da solução tecnológica que se adapte a essas condições e cumpra os requisitos acordados. São realizadas modelações e simulações off-line em 3D, usando o software RobotStudio da ABB, que permitiram testar cada solução e analisar a sua adequação e viabilidade. Para maior garantia de se obter a qualidade esperada na fusão e deposição do material por processo com arco elétrico revestido a gás, foram realizados testes reais utilizando equipamento robótico em condições baseadas nos testes feitos no ambiente virtual. Por último, são ajustadas as localizações dos postos de trabalho ao layout existente e é feito o balanceamento do tempo de operação manual com o tempo do processo robotizado. Este projeto de Tese termina com a aceitação do cliente para a solução encontrada e para os resultados dos testes reais de ambos os processos.

Melhoria e automação de linhas de montagem

Hoje em dia, e com os avanços tecnológicos a surgirem de forma constante, existem novas áreas que têm de ser consideradas com um foco importante por parte de todas as organizações, sendo uma delas a robótica industrial. Motivada em aumentar o seu output, as condições de trabalho para os seus colaboradores, bem como todas as condições de organização da logística interna, a Grohe Portugal, mais especificamente o departamento da montagem, achou relevante fazer um estudo de métodos e tempos, calculando os ganhos potenciais de aumento de output com introdução de robótica nas linhas dos cartuchos. Os objetivos principais seriam então, fazer uma restruturação de todo o layout dessas linhas, tendo como foco automatizar alguma(s) operação(ões), conseguindo assim uma melhoria significativa do output dessas linhas com o menor payback possível. Posto isto, esta dissertação pretende apresentar o trabalho desenvolvido junto da Grohe Portugal, que teve como objetivo fazer os estudos e a automatização de linhas de montagem de cartuchos, bem como melhorar algumas linhas de montagem tendo em conta fatores ergonómicos. Relativamente à automatização da linha dos cartuchos, foi importante estudar todos os seguintes aspetos:  utilização de unidades robóticas;  ergonomia;  ganhos de produtividade;  automatizar ou semi-automatizar operações;  simplificar processos de montagem;  simplificar setups;  solicitar orçamentos;  elaborar caderno de encargos. Para a realização deste projeto, o trabalho desenvolvido foi decomposto em várias etapas, entre as quais se destacam:  análise e estudo dos métodos e sequências de montagem;  levantamento de todos os componentes e operações de montagem até à obtenção do cartucho final;  estudo de tempos de todas essas operações de montagem;  caraterização de um novo layout para as linhas com a introdução de unidades robóticas, tanto quanto possível, mais adequadas;  elaboração de caderno de encargos para ser enviado a empresas, para estas poderem apresentar uma orçamentação, bem como indicar as unidades robóticas mais adequadas para as tarefas pretendidas;  automatização da linha dos cartuchos. Relativamente ao projeto de novas linhas de montagem tendo em conta fatores ergonómicos, de forma a melhorar os sistemas de abastecimento e as condições de trabalho por parte dos operadores, foram postos em prática diferentes passos, nomeadamente:  identificação de todos os processos de montagem realizados pelos operadores na linha a melhorar;  estudo e definição da disposição dos componentes na nova linha, bem como a sua forma de abastecimento;  projeto da nova linha de montagem em 3D com recurso ao software SolidWorks;  realização prática da linha, acompanhando e ajudando a equipa da ferramentaria. O balanço final do trabalho foi bastante positivo, tanto na automatização das linhas de montagem dos cartuchos, em que todo o seu estudo foi alcançado com sucesso, como no melhoramento ergonómico das linhas de montagem, tendo-se alcançado melhorias em alguns índices de qualidade, tempos de abastecimento, organização das linhas, e nas condições de iluminação, resultando essas melhorias numa avaliação positiva por parte dos colaboradores que nelas trabalham todos os dias.

Hiokerejektien käsittely MC-sakeudessa

Työn tavoitteena oli optimoida LWC-paperitehtaan kahden hiomolinjan rejektinkäsittelyt. Uusituilla rejektilinjoilla on käytössä keskisakeusrejektinjauhatus. Työn keskeinen osa oli teräkoeajot, teräsarjoja tutkittiin kuusi, kolme molemmilla linjoilla. Kahdessa ensimmäisessä teräkoeajossa oli molemmilla linjoilla samanlaiset jauhinterät. Teräkoeajojen tuloksista havaittiin yleisellä tasolla, että suurin osa mitatuista ominaisuuksista parani jauhatusastetta nostettaessa. Ainoastaan repäisylujuus heikkeni. Terävaihtoehdoista pystyttiin poimimaan molemmille linjoille sopiva terävaihtoehto. Rejektinlajittelun havaittiin parantavan edelleen massan laatuominaisuuksia, paitsi repäisylujuutta. Toisena osuutena vertailtiin keskisakeusjauhimen terävaihtoehtoa, jolla saavutettiin hyviä tuloksia, toisen paperitehtaan korkeassa sakeudessa jauhettuun rejektiin. Korkeasakeusjauhimen terää ei erityisesti valikoitu koeajoa varten. Tuloksista havaittiin, että keskisakeusjauhimella saadaan aikaan varsin hyvää LWC-paperiin käytettävää massaa. Keskisakeudessa jauhettu massa oli monilta ominaisuuksiltaan jopa parempaa kuin korkeasakeusjauhimen massa. Työn kolmannessa osuudessa ajettiin rejektilinjalla sakeuskoeajo. Sakeuskoeajosta havaittiin, että optiset ominaisuudet olivat parhaimmillaan jauhimen MC-sakeusalueen keskivaiheilla. Jauhatussakeuden noustessa kuidut jäivät jäykemmiksi ja karkeammiksi. Tikkupitoisuus oli sitä pienempi, mitä alhaisempaa jauhatussakeutta käytettiin. Sakeudella ei ollut selvää vaikutusta lujuusominaisuuksiin. Tulosten perusteella paras jauhatussakeus keskisakeusjauhimella oli sakeusalueen puoliväli. Työn viimeisenä osana selvitettiin miten kytkentämuutos, jossa rejektilinjan viimeisen lajittimen rejekti käännettiin palaamaan jälkilajittelun sijaan rejektilinjan kaariseulalle, vaikutti koko hiomon kapasiteettiin ja rejektilinjan massan laatuun. Koeajojen tuloksena havaittiin, että kytkentämuutolla pystyttiin nostamaan koko hiomon kapasiteettia ja rejektilinjan akseptin laatu parani.

Análisis y diseño para la construcción de un plan estratégico de manejo eficiente de energía en la Universidad del Rosario

De acuerdo con el Programa de la Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), la producción más limpia «es una estrategia ambiental preventiva integrada que se aplica a los procesos, productos y servicios a fin de aumentar la eficiencia y reducir los riesgos para los seres humanos y el ambiente.» (Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), 2006) Esta estrategia es aplicable para cualquier proceso, producto o servicio y contiene diversas acciones que incluyen sencillos pasos que van desde pequeños cambios en los procedimientos operacionales de fácil e inmediata ejecución, hasta cambios mayores que impliquen la sustitución de materias primas, insumos o líneas de producción a unas más eficientes. De acuerdo con la investigación realizada, se formuló un plan estratégico de PML para la Universidad del Rosario que permita la conservación de las materias primas, como el agua y el manejo energético eficiente, la reducción de las materias primas toxicas, en cuanto a toxicidad y cantidad, y la reducción de emisiones y residuos que van al agua y a la atmósfera impactando el entorno a causa de los procesos que se desarrollan en la Universidad para la prestación de sus servicios. En este orden de ideas, la Producción más Limpia implementada en la Universidad requiere que se modifiquen ciertas actitudes, el desarrollo de una gestión ambiental responsable, la creación de políticas convenientes y la evaluación de nuevas opciones tecnologías que impacten de manera positiva su implementación a través de las siguientes técnicas: • Mejoras en el proceso • Buenas prácticas operativas • Mantenimiento de equipos • Reutilización y reciclaje • Cambios en la materia prima • Cambios en la tecnología De esta manera los resultados presentarán un modelo transformador para la Institución, que permita su perdurabilidad, convirtiéndola en una Universidad pionera capaz de disminuir su impacto de operaciones en la sociedad.