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Cyclical scheduling and assembly line balancing

This thesis addresses extensions of the assembly line balancing problem tied to cyclical scheduling and proposes mathematical models solution methods tackle such problems. Each of the thesis main chapter is based on a specific publication by the author throughout his doctorate. The main contribution...

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Autor principal:	Lopes, Thiago Cantos
Formato:	Tese
Idioma:	Inglês
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2021
Assuntos:	Balanceamento de linha de montagem Pesquisa operacional Programação linear Programação (Matemática) Modelos matemáticos Programação heurística Assembly-line balancing Operations research Linear programming Programming (Mathematics) Mathematical models Heuristic programming CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::AUTOMACAO ELETRONICA DE PROCESSOS ELETRICOS E INDUSTRIAIS Engenharia Elétrica
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25398
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id	riut-1-25398
recordtype	dspace
spelling	riut-1-253982021-06-27T06:03:55Z Cyclical scheduling and assembly line balancing Programação cíclica e balanceamento de linhas de montagem Lopes, Thiago Cantos Magatao, Leandro https://orcid.org/0000-0002-6917-9753 http://lattes.cnpq.br/4652695720103701 Brauner, Nadia https://orcid.org/0000-0002-2890-4509 Scarpin, Cassius Tadeu http://orcid.org/0000-0002-1130-2448 http://lattes.cnpq.br/9339655232048898 Neves Junior, Flavio https://orcid.org/0000-0002-1627-1425 http://lattes.cnpq.br/0494282486171725 Morabito Neto, Reinaldo https://orcid.org/0000-0002-3948-305X http://lattes.cnpq.br/4194801952934254 Brauner, Nadia https://orcid.org/0000-0002-2890-4509 Luders, Ricardo https://orcid.org/0000-0001-6483-4694 http://lattes.cnpq.br/5158617067991861 Balanceamento de linha de montagem Pesquisa operacional Programação linear Programação (Matemática) Modelos matemáticos Programação heurística Assembly-line balancing Operations research Linear programming Programming (Mathematics) Mathematical models Heuristic programming CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::AUTOMACAO ELETRONICA DE PROCESSOS ELETRICOS E INDUSTRIAIS Engenharia Elétrica This thesis addresses extensions of the assembly line balancing problem tied to cyclical scheduling and proposes mathematical models solution methods tackle such problems. Each of the thesis main chapter is based on a specific publication by the author throughout his doctorate. The main contributions include: mathematical formulations that can describe the steady state of mixed-model assembly lines when the product sequence is cyclical; a decomposition to solve the balancing problem when product sequencing and buffer allocations are also decision variables; a simheuristic to balance mixed-model lines when the product sequence is stochastic; corrections to a previous multi-manned balancing article (by another author); a paradigm shift for multi-manned lines that allow shorter line lengths, along with an efficient decomposition and lower bounds for the resulting problem; a description of internal storage costs tied to fractional task allocations in the context of dynamic line balancing or work-sharing; a method to solve multi-objective problems with part-wise linear Pareto fronts, and a case that allows comparing different line control systems in the context of cyclical product sequences. In several chapters, comparisons to literature benchmarks demonstrate the superiority of the proposed methods and formulations. In others, analytical descriptions and contributions answer research questions related to important managerial considerations such as the bowl phenomenon, internal storage costs, and the influence of line control types to line performance. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná Esta tese considera extensões do problema de balanceamento de linha de montagem ligados a scheduling cíclico, propondo modelos matemáticos e métodos de solução para resolver tais problemas. Cada um dos capítulos principais da presente é baseado em uma publicação específica pelo autor durante seu doutorado. As principais contribuições desta tese incluem: formulações matemáticas que descrevem o regime permanente de linhas de montagem de modelo misto operando sob sequências cíclicas; uma decomposição para resolver o problema de balanceamento quando sequenciamento e alocações de buffer são incorporados como variáveis de decisão; uma simheurística para balancear linhas de modelo misto quando a sequência de produtos é estocástica; correções para um artigo anterior (de outro autor) de balanceamento com estações multi-operadas; uma quebra de paradigma para linhas de estações multi-operadas, bem como uma decomposição eficiente e limites inferiores para o problema resultante; uma descrição dos custos de estoque interno associados a alocações fracionárias de tarefas no contexto de balanceamento dinâmico ou compartilhamento de tarefas; um método para resolver problemas multi-objetivos com fronteiras Pareto lineares por partes, juntamente a um estudo de caso que permite comparar diferentes sistemas de passo da linha no contexto de sequências cíclicas de produtos. Em vários capítulos, comparações a benchmarks da literatura demonstram a superioridade dos métodos e formulações propostas. Em outras, suas contribuições e descrições analíticas respondem perguntas ligadas a considerações gerenciais importantes tal qual o bowl phenomenon, custos de estoque interno, e a influência dos tipos de passo de linha para sua performance. 2021-06-27T01:35:41Z 2021-06-27T01:35:41Z 2021-05-21 doctoralThesis LOPES, Thiago Cantos. Programação cíclica e balanceamento de linhas de montagem. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25398 eng openAccess http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial UTFPR
institution	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
collection	RIUT
language	Inglês
topic	Balanceamento de linha de montagem Pesquisa operacional Programação linear Programação (Matemática) Modelos matemáticos Programação heurística Assembly-line balancing Operations research Linear programming Programming (Mathematics) Mathematical models Heuristic programming CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOS::AUTOMACAO ELETRONICA DE PROCESSOS ELETRICOS E INDUSTRIAIS Engenharia Elétrica
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description	This thesis addresses extensions of the assembly line balancing problem tied to cyclical scheduling and proposes mathematical models solution methods tackle such problems. Each of the thesis main chapter is based on a specific publication by the author throughout his doctorate. The main contributions include: mathematical formulations that can describe the steady state of mixed-model assembly lines when the product sequence is cyclical; a decomposition to solve the balancing problem when product sequencing and buffer allocations are also decision variables; a simheuristic to balance mixed-model lines when the product sequence is stochastic; corrections to a previous multi-manned balancing article (by another author); a paradigm shift for multi-manned lines that allow shorter line lengths, along with an efficient decomposition and lower bounds for the resulting problem; a description of internal storage costs tied to fractional task allocations in the context of dynamic line balancing or work-sharing; a method to solve multi-objective problems with part-wise linear Pareto fronts, and a case that allows comparing different line control systems in the context of cyclical product sequences. In several chapters, comparisons to literature benchmarks demonstrate the superiority of the proposed methods and formulations. In others, analytical descriptions and contributions answer research questions related to important managerial considerations such as the bowl phenomenon, internal storage costs, and the influence of line control types to line performance.
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