Doutoramento em Gestão IndustrialUm sistema de produção celular (SPC) consiste numa forma de organização
dos recursos produtivos sendo estes agrupados em células independentes,
dedicadas ao processamento de famílias de componentes com necessidades
de processamento similares.
Estes sistemas podem ser implementados de duas formas: fisicamente e
logicamente. No primeiro caso as máquinas são dispostas em células de
fabrico de maneira a melhorar a eficiência da implantação em termos de fluxo,
no segundo caso as máquinas são afetadas a famílias de componentes,
formando células virtuais não sendo, contudo, a sua localização física alterada.
Neste trabalho são apresentados os problemas associados à definição de um
sistema de produção celular, nomeadamente nas fases de planeamento,
controlo e avaliação.
Devido à complexidade e ao impacto no desempenho da organização das
decisões tomadas na fase de planeamento do sistema produtivo, os problemas
inerentes a um projeto desta natureza são aprofundados, sendo apresentados
algoritmos para a resolução dos mesmos.
Os procedimentos desenvolvidos tratam os seguintes problemas: (i) formação
de células de fabrico, (ii) balanceamento de células de fabrico, (iii) formação de
células virtuais numa implantação funcional, (iv) formação de células virtuais
numa implantação distribuída, e (v) projeto da implantação fabril considerando
secções com configuração geométrica fixa.
Dada a natureza combinatória dos problemas considerados, foram utilizadas
metaheurísticas na sua resolução.
A principal contribuição deste trabalho para a investigação no planeamento de
sistemas de produção celulares resulta do facto de os modelos e heurísticas
desenvolvidos incluírem um conjunto de aspetos de grande relevância para a
sua aplicação a ambientes industriais, ultrapassando algumas das limitações
práticas inerentes a outros procedimentos reportados na literatura relevante.A cellular manufacturing system (CMS) is a type of production system that
organizes the production resources into independent cells taking into account
the similarities in the manufacturing sequences of the different parts assigned
to those cells.
This type of production system can be implemented in two ways: physically or
logically. In the first situation, machines are grouped into cells with the purpose
of improving the layout efficiency in terms of flow. In the second option,
machines are allocated to part families, originating virtual cells, but their
physical location is not altered.
The first part of this work consists in a revision of the problems associated to a
cellular manufacturing system, namely regarding its design, control and
evaluation.
The problems inherent to the design phase are analyzed with greater detail due
to their importance and impact on the system’s performance.
Due to the complexity and significance of those problems, they were further
analysed and algorithms were developed in order to contribute to their solution.
The models address the following problems: (i) cell formation, (ii) production
cell balancing, (iii) virtual cell formation in a functional layout, (iii) virtual cell
formation in a distributed layout, and (v) facility layout considering objects with
a fixed geometric shape.
Due to the combinatorial nature of the problems, metaheuristics were used in
order to solve them.
The main contribution of this work, towards the furthering of investigation in
cellular manufacturing systems design, derives from the development of
models and heuristics that include a set of features that are highly relevant for
its implementation in a real world industrial setting, overcoming, in this way,
some of the practical limitations inherent to other known procedures
