Application of the entropy technique and genetic algorithms to construction site layout planning of medium-size projects

Genetic algorithms (GAs) have been introduced into site layout planning as reported in a number of studies. In these studies, the objective functions were defined so as to employ the GAs in searching for the optimal site layout. However, few studies have been carried out to investigate the actual closeness of relationships between site facilities; it is these relationships that ultimately govern the site layout. This study has determined that the underlying factors of site layout planning for medium-size projects include work flow, personnel flow, safety and environment, and personal preferences. By finding the weightings on these factors and the corresponding closeness indices between each facility, a closeness relationship has been deduced. Two contemporary mathematical approaches - fuzzy logic theory and an entropy measure - were adopted in finding these results in order to minimize the uncertainty and vagueness of the collected data and improve the quality of the information. GAs were then applied to searching for the optimal site layout in a medium-size government project using the GeneHunter software. The objective function involved minimizing the total travel distance. An optimal layout was obtained within a short time. This reveals that the application of GA to site layout planning is highly promising and efficient.

Análise e melhoria de layout de processo na indústria de beneficiamento de couro

A aplicação de técnicas de estudo de sistemas em ambientes industriais com grande concorrência, é cada vez mais significativa devido às modificações e flexibilidade de produção exigidas. A aplicação de técnicas de análise e ajustes de layouts são algumas destas técnicas que podem trazer resultados competitivos positivos. O presente trabalho descreve os tipos de layouts existentes, com suas aplicações, vantagens e desvantagens com a finalidade de analisar e propor melhorias em layouts de processo na indústria coureira. O trabalho enfoca ainda os principais pontos a serem considerados quando da criação de um novo layout ou do ajuste e/ou melhoria de um existente. Para tal, foi realizado um estudo de caso utilizando a técnica de Melhoria de Layout de Silveira (1998), com a aplicação do Planejamento Sistemático de Layout em um layout de processo do setor da Secagem, característico em uma indústria beneficiadora de couro. Os resultados obtidos traduzem o re-arranjo de seus postos de trabalho com redução do fluxo de material de acordo com a aproximação de postos com relações de afinidade. Essa alteração possibilitou uma melhor organização espacial dos postos de trabalho e um melhor controle da produção, através da separação natural dos lotes. A metodologia adotada pode ser utilizada como ferramenta de melhoria nos demais setores, tanto da própria empresa, como do mercado coureiro em geral.

Otimização do layout de produção de um processo de pintura de ônibus

A aplicação de técnicas para o desenvolvimento de soluções para problemas existentes dentro dos setores produtivos tornam-se cada vez mais necessária, devido às constantes modificações tecnológicas, econômicas e sociais experimentadas pelas empresas. Dentre essas técnicas destaca-se o SLP (Systematic Layout Planning - Planejamento Sistemático de Layout), que traz resultados positivos na reestuturação de layouts fabris. No presente trabalho, apresentam-se diferentes opções de layouts, suas aplicações, vantagens e desvantagens, bem como sua utilização no contexto do SLP. Para tanto, realizou-se um estudo de caso utilizando o SLP Planejamento Sistemático de Layout em setor de pintura do ramo metal-mecânico. Os resultados obtidos revelam-se através do re-arranjo de postos de trabalho com redução no fluxo de linha de acordo com a aproximação de postos por afinidades e um melhor controle de produção, através de um melhor seqüênciamento da linha. Essa alteração também possibilitou uma melhor organização espacial dos pontos de trabalho e um incremento da capacidade produtiva dentro da empresa. A metologia adotada pode ser utilizada como ferramenta de melhoria nos demais setores, tanto da própria empresa, como de outras que se assemelham ao processo produtivo descrito neste estudo de caso.

Sistemática para orientação do planejamento de layout com apoio de análise de decisão multicritério

A correta utilização do espaço físico de uma fábrica é fator importante para o seu bom funcionamento, já que estabelece a sua organização fundamental, bem como os padrões de fluxo de materiais e informações, com efeitos que se farão presentes no longo prazo. A fim de sistematizar um adequado planejamento de layout, métodos para planejamento do macro-espaço, como o SLP (Systematic Layout Planning – Planejamento Sistemático de Layout), podem auxiliar no desenvolvimento de alternativas de layout. Contudo, devido à geração de soluções sub-ótimas com benefícios e desvantagens diferentes, o processo decisório da melhor alternativa de layout torna-se crítico para garantir a eficiência e flexibilidade de empresas frente aos diferentes cenários de mercado. O objetivo principal desta dissertação é a utilização de ferramentas de apoio à decisão multicritério em sistemáticas de planejamento de layout. A metodologia de análise multicritério proposta foi colocada em prática na seleção de alternativas de layout em uma empresa do ramo automotivo, que necessita ampliar seu parque fabril de modo a possibilitar a incorporação de novos equipamentos e otimização do fluxo de materiais. Nove alternativas de macro-layout diferentes foram geradas sendo avaliada a melhor alternativa geral em relação a sete critérios de avaliação.

Uma perspetiva Lean Seis Sigma na melhoria contínua de um sistema logístico de produção

A globalização da indústria leva a ambientes industriais cada vez mais competitivos em que a redução de desperdícios e melhoria dos sistemas produtivos e logísticos tornam-se fatores críticos para o sucesso e sustentabilidade de uma organização. Desta forma, a presente dissertação tem como âmbito a melhoria contínua em sistemas logísticos de produção através de uma perspetiva Lean Seis Sigma (modelo híbrido) testado e implementado na Visteon Portuguesa Lda. Neste modelo proposto serão identificadas oportunidades de melhoria no fluxo logístico de produção, no sistema de armazenamento e no processo produtivo e a sua implementação. Estas serão identificadas com base na elaboração do Value Stream Mapping (VSM) do processo produtivo do cluster B299 High. Posteriormente, serão aplicados métodos e ferramentas Lean e Seis Sigma que permitirão atingir o objetivo estipulado para cada uma. A nível do fluxo logístico de produção, foi introduzido o Systematic Layout Planning (SLP) de forma a estudar a configuração existente e as suas restrições, bem como a existência de um rearranjo na mesma que seja vantajoso para a redução do tempo despendido em transporte de materiais entre zonas da configuração. Com o intuito de minimizar o manuseamento dos materiais foi desenvolvido e proposto um novo sistema de transporte. Para a melhoria do sistema de armazenagem, foram criados armazéns distintos dependendo do tipo de material armazenado, e uma análise ABC para identificar quais os produtos com maior número de movimentações e assim, definir qual a melhor configuração das localizações nas racks. Para o abastecimento dos materiais, torna-se também necessário a conceção e implementação de um sistema order picking, tendo como objetivo a agilização do sistema de armazenagem. Por último, foi desenvolvido um estudo DMAIC para melhorar o processo produtivo, com o intuito de aumentar a performance do mesmo através da redução de scrap.

Kommunikation als Optimierungskriterium : ein Beitrag zur Systematisierung der Layoutplanung von Produktionssystemen

Manufacturing system, layout planning, facilities location problem, information, communication

Paperikoneen devestoinnin vaikutukset tehtaan infrastruktuuriin

ässä työssä on analysoitu UPM-Kymmene Oyj Voikkaan tehtaalla tapahtuneiden paperikoneiden 16 ja 17 ja SGW- hiomon pysäyttämisten vaikutuksia tehtaan sisäiseen infrastruktuuriin sekä tehdas- ja osastolayoutien uudelleen järjestelytarpeisiin. Diplomityön tavoitteena oli laatia koko tehdasalueen käsittävä, osastojen, laitosten ja laitteistojen lyhyen ja pitkän tähtäimen sijoitussuunnitelma. Suunnitelmassa on huomioitu vanhan tehtaan puolelle jäävien toimintojen siirto lähemmäs käyntiin jääneitä paperikoneita 11 ja 18 sekä PGW-hiomoa. Suunnitelmassa on myös otettu huomioon tiedossa olevat pitemmän tähtäimen kehityssuunnitelmat. Suunnitelman laatimisella tavoitellaan niin ikään pitkän tähtäimen suunnitelmallisuuden lisäämistä koko tehdasympäristössä. Työn teoriaosassa tarkastellaan tehdassuunnittelua yleensä, esitellään tehdasprojektin eri vaiheet sekä tehdassuunnitteluprojektin oleellisimmat päätöksentekovaiheet. Tarkemman tarkastelun kohteena on, minkä tasoista tilasuunnittelua tehdasprojektin eri vaiheissa tehdään. Kokeellisessa osassa tarkastellaan tutkimuskohteiden vaihtoehtoisia sijoituspaikkoja, vaihtoehtojen toteutuskelpoisuutta ja niiden tarkoituksenmukaisuutta. Loppuyhteenvedossa tehdään johtopäätöksiä tehtaan koko layoutin tarkoituksenmukaisuudesta ja verrataan sitä ns. mallitehtaan periaatteelliseen layoutiin sekä tehdään yhteenvetoa siitä, mitkä ovat tehtaan toiminnan kannalta tärkeimmät muutoskohteet.

Tulistimien valmistuslinjan automatisointi ja kehittäminen

Diplomityössä kehitettiin Warkaus Works Oy:n tulistimien valmistuslinjan tuotantoa. Työn tavoitteena oli lyhentää läpimenoaika puoleen nykyisestä, kasvattaa tuotantokapasiteettiä, parantaa tuottavuutta ja toimitusvarmuutta. Työn teoriaosassa käsiteltiin erilaisia tuotannon kehittämiskeinoja, tuotannon analysointisystematiikkaa sekä automatisointiprojektin teoriaa. Työn kokeellisessa osassa selvitettiin tuotannon nykytila, jotta osattaisiin puuttua oikeisiin asioihin ja saataisiin vertailulähtökohta. Työssä selvitettiin tuotannon uudelleenvirtauttamisella saavutettavat hyödyt. Tuotannon kehittäminen painottui käsivaiheiden automatisointiin. Työssä selvitettiin eri automatisointi vaihtoehtoja. Työn tuloksena löydettiin tulistinputkien jatkohitsaukseen automatisointiratkaisu, jonka avulla käsinhitsattavien saumojen määrä rakenteessa parhaimmillaan puolittuu. Ratkaisun avulla läpimenoaikaa saadaan lyhennettyä ja tuotantokapasiteettiä nostettua ja tuottavuutta parannettua.

Levypyörien keskiöiden valmistuksen ja puristintyövaiheen kehittäminen

Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää levypyörien keskiöiden valmistuksen ja raskaiden puristintöiden kehittämisen vaihtoehdot. Työn teoriaosassa on esitelty levypyörien keskiöiden valmistuksessa käytettäviä meistoteknisiä menetelmiä ja puristintyövaiheen materiaalinkäsittelyn sekä työkalujen käsittelyn ja vaihdon kehittämisratkaisuja. Lisäksi on käsitelty teollisuusrobottien käyttöä puristintöiden kappaleenkäsittelyssä sekä puristintöiden työturvallisuutta. Tuotannon kehittämistarpeiden löytämiseksi työssä analysoitiin keskiötuotannon nykytilaa. Analyysiin perusteella tutkittiin vaihtoehtoisten valmistusmenetelmien käyttöä keskiöiden valmistuksessa sekä puristinosaston layoutin kehittämismahdollisuuksia. Lisäksi selvitettiin erilaisten työkalujen ja työkappaleiden käsittelyssä käytettävien järjestelmien soveltuvuutta raskailla epäkeskopuristimilla suoritettaviin levytöihin. Vaihtoehtoisten valmistusmenetelmien käytön kannattavuutta arvioitiin selvittämällä kappalekohtaiset valmistuskustannukset eri menetelmiä käytettäessä. Puristintöiden kehittämisvaihtoehtojen kannattavuutta selvitettiin alustavasti arvioimalla muutamien työkalujen ja työkappaleiden käsittelyratkaisujen vaatimien investointien suuruutta sekä investointien edellyttämiä tuottoja. Työssä selvitettiin levypyörien keskiöiden valmistuksen ja raskailla epäkeskopuristimilla suoritettavien levytöiden kehittämistarpeita ja kehittämisvaihtoehtoja. Tehdyn selvityksen ja työssä esitettyjen kehitysehdotusten perusteella voidaan tehdä kehityssuunnitelma levypyörien keskiöiden valmistuksen ja puristintyövaiheen kehittämiseksi havaittujen kehitystarpeiden mukaisesti.

Tehtaan sisäisten materiaalivirtojen kehittäminen layoutsuunnittelun avulla

Työn tavoitteena oli kehittää tehtaan sisäisiä materiaalivirtoja layoutia muuttamalla ja materiaalinkäsittelyä parantamalla. Kehityksen seurauksena tulisi materiaalinkäsittelyn henkilökuntaa pystyä siirtämään tuotannon tehtäviin. Aluksi selvitettiin tehtaan toiminta, tuotteet ja prosessit, jonka jälkeen tehtiin layoutsuunnitteluun liittyvien teorioiden avulla kvantitatiivisia ja kvalitatiivisia arviointeja materiaalivirroista. Arvioinneissa havaittiin layoutsuunnittelun kannalta tärkeät asiat sekä yhteydet osastojen/työpisteiden välillä, mikä oli lähtökohtana uudelle layoutsuunnitelmalle. Työ oli kaksivaiheinen. Ensimmäisessä vaiheessa kehitettiin tehtaan nykyisiä materiaalivirtoja muuttamalla nykyistä layoutia ja parantamalla materiaalinkäsittelyä. Muutos pyrittiin pitämään hyvin kevyenä ja nykyiseen layoutiin tehtiin kaksi perusratkaisua. Kummassakin perusratkaisussa saadaan koneiden siirroilla materiaalivirtojen kannalta tärkeät koneet etusijalle sekä lisää tarvittavaa varastotilaa. Lisätilan saaminen varastoille vähentää myös tarpeetonta materiaalinkäsittelyä. Toisessa vaiheessa suunniteltiin layout laajennettuun tehdastilaan. Ensisijaisena tavoitteena oli logistinen toimivuus. Laajennuksen layoutsuunnitelmassa määritettiin kvantitatiivisten ja kvalitatiivisten arviointien avulla osastojen paikat ja koot sekä mietittiin kunkin osaston yksityiskohtaisessa suunnittelussa huomioon otettavia asioita. Suunnitelma on lähtökohtana yksityiskohtaisille suunnitelmille. Tärkeää layoutin suunnittelussa ja toteuttamisessa on huomioida layoutin käyttäjien eli työntekijöiden mielipiteet.

Venttiili- ja toimilaitetehtaan tuotannon suunnittelu

Venttiili- ja toimilaitetehtaassa kokoonpannaan erilaisia venttiilityyppejä sekä toimi- laitteita. Koko Metso Automationin Helsingin tehtaiden tuotantotilanteen muuttuessa käynnistettiin kehitysprojekti, jonka tarkoituksena oli uudenaikaistaa venttiilien ja toimilaitteiden valmistus vastaamaan nykypäivän vaatimuksia. Laajamittaisen osa- valmistuksen ulkoistuksen ja tuotteiston muutoksen vuoksi tuotannon uudelleen- järjestäminen oli välttämätöntä. Diplomityön tarkoituksena oli suunnitella venttiili- ja toimilaitetehtaan layout sekä uutta tuotantotilannetta vastaavat toimintatavat. Haasteena oli kolmen hyvin erilailla toimivan tuotetehtaan yhdistäminen yhdeksi kokonaisuudeksi, jossa kunkin tehtaan parhaat toimintatavat yhdistyvät. Nykyinen tuotanto ja valmistusmäärät kartoitettiin ja analysoitiin, minkä jälkeen tuotannon suunnittelu uusiin tiloihin käynnistettiin. Työ jaettiin järjestelmällisesti osiin teorian ja käytännön osuuksien kesken siten, että teoria tukee työn käytännön- osuutta. Apuna käytettiin useita erilaisia materiaalivirtojen kartoitusmenetelmiä, lukuisia mittareita, selvityksiä, ennusteita ja erilaisia malleja tulevasta tuotannosta. Layout suunniteltiin käytössäolevaan tehdashalliin, mikä aiheutti runsaasti haasteita ja rajoitteita. Aikataulu tehtiin tarkasti siten, että muuttojärjestys lyötiin lukkoon, mutta kuormitustilanne ja koneiden siirrot aiheuttivat muutoksia aikataulussa. Tavoite tuotannon häiriöttömyydestä toteutui hyvin aikataulun kustannuksella. Käytännönosuudessa tarkasteltiin erityisesti kapasiteetin joustavuutta kuormituksen vaihdellessa sekä kehitettiin toimintatavat, joilla se hallitaan. Lisäksi tutkimuksen aikana käynnistettiin useita kehitysprojekteja työn tulosten pohjalta. Näitä olivat erilaiset varaston hallintaan sekä solujen itseohjautuvuuteen liittyvät asiat. Diplomityön tuloksena saatiin uusi layout sekä sitä tukeva uusi toimintatapa, solujen itseohjautuvuuden kehittäminen käynnistettiin, varastojen hallinnan osittainen ulkoistaminen aloitettiin. Lisäksi tuotannolle kehitettiin lukuisia seurantamittareita. Layoutprojekti toteutettiin loppuun diplomityön aikana