dc.contributor.author | Silva, Bruno Jensen Virginio da | |
dc.date.accessioned | 2021-01-08T19:12:32Z | |
dc.date.available | 2021-01-08T19:12:32Z | |
dc.date.issued | 2020-10-09 | |
dc.identifier.citation | SILVA, Bruno Jensen Virginio da. Otimização da programação de montagens estruturais na Indústria Aeronáutica. 2020. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13642. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13642 | |
dc.description.abstract | In this research, the structural assembly schedule of activities in the
aeronautical industry is studied. Structural assemblies are the manufacturing stage in which
the parts, sub-assemblies and the main structural parts of the airplanes, like wings, stabilizer,
front, rear and fuselage, are assembled together, forming the aerostructures. Essentially, the
problem studied in this thesis is how to allocate the assembly activities over time and
resources, considering the use of assembly fixtures and workers, with different
specializations, respecting the production plans and technological constraints at a minimum
cost. The objective of this research is to optimize the labor cost of the airplane structural
assembly scheduling problem, based on a real case in the aerospace industry. To do that,
optimizations approaches based in mathematical models and heuristic methods were
developed. Another objective of this research is to contribute to the practice of the operational
research, considering that the structural assembly is described in details and it is proposed a
model to represent it mathematically in a way that its description could be used instead of
idealized problems to motivated future correlated research. In this work, a mixed integer
linear programming model is developed to represent the problem, based on resource
constrained project scheduling and resource availability models. Computational experiments
were performed with real data provided by a Brazilian aerospace company, and the results
showed that the proposed model is capable of generating solutions to real size problems.
Constructive heuristic methods, specialized local searches, random multistart and
mathematical programming heuristics were developed and applied using Java and
GAMS/CPLEX, in order to obtain good solutions in acceptable computational times in
practice. The results of the computational experiments showed that the heuristics achieve
different combinations of computational time and solution quality. In general, the
computational times used to generate solutions using heuristic methods are shorter than those
used by mathematical models with CPLEX and, sometimes, with very close solution quality.
The solutions generated using the mathematical model and CPLEX use a long computational
time in some cases, however, they generated the best solutions in all experiments. The results
showed that is possible to generate good quality solutions for the aeronautical assembly
scheduling using the proposed methods. Structural assembly of airplanes requires several
operations, with a complex precedence network and interaction among many productive
resources, which makes assembly and scheduling and planning a complex activity to be
performed manually by humans, without the support of computer and analytical technology.
In addition, this research studies an industry with great economic relevance to Brazil. The
development of technology aiming competitive benefits to this industry has the potential to
contribute to its development and competitiveness in Brazil and worldwide. | eng |
dc.description.sponsorship | Não recebi financiamento | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Montagem estrutural | por |
dc.subject | Índústria aeronáutica | por |
dc.subject | Programação da produção | por |
dc.subject | Modelos de programação matemática | por |
dc.subject | Heurística de programação matemática | por |
dc.subject | Heurísticas | por |
dc.subject | Programação de projetos | por |
dc.subject | Structural assembly | eng |
dc.subject | Aeronautics industry | eng |
dc.subject | Production scheduling | eng |
dc.subject | Mathematical programming models | eng |
dc.subject | Heuristics based on mathematical programming | eng |
dc.subject | Heuristics | eng |
dc.subject | Project scheduling | eng |
dc.title | Otimização da programação de montagens estruturais na Indústria Aeronáutica | por |
dc.title.alternative | Structural assembly scheduling optimizaion on Aeronautical Industry | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Morabito Neto, Reinaldo | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4194801952934254 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Pureza, Vitória Maria Miranda | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/9202201560058916 | por |
dc.description.resumo | Neste trabalho é estudado a programação de atividades em montagens
estruturais na indústria aeronáutica. As montagens estruturais formam a etapa em que as
aeropeças, os subconjuntos e as principais estruturas das aeronaves, como as asas,
empenagens, dianteira, traseira e fuselagem, são montadas entre si, formando as
aeroestruturas. Essencialmente, o problema estudado nessa tese é como distribuir as
atividades de montagem ao longo do tempo e dos recursos, considerando a utilização de
gabaritos de montagem e trabalhadores, com diferentes especializações, respeitando os planos
de produção e várias restrições tecnológicas, a um mínimo custo. O objetivo dessa pesquisa é
otimizar o custo de mão de obra do problema de programação de montagens estruturais de
aeronaves, baseado em um caso real presente na indústria aeronáutica. Para isso, foram
desenvolvidas e aplicadas abordagens de otimização baseadas em modelos matemáticos e
métodos de solução heurísticos. Um outro objetivo desse trabalho é contribuir para a prática
de pesquisa operacional, sendo que o problema de programação de montagem estrutural é
descrito detalhadamente e é proposto um modelo para representá-lo formalmente, de modo
que a sua descrição possa ser utilizada no lugar de problemas idealizados para motivar
pesquisas futuras correlatas. Neste trabalho, é desenvolvido um modelo de programação linear
inteira mista para representar o problema, baseado em modelos de programação de projetos
com recursos restritos e modelos de problemas de disponibilidade de recursos. Foram
realizados experimentos computacionais com amostras reais fornecidas por uma indústria
aeroespacial brasileira, e os resultados demonstraram que o modelo proposto é capaz de
encontrar soluções efetivas para problemas de tamanho realista. Métodos heurísticos
construtivos, buscas locais especializadas, múltiplos inícios aleatórios e heurísticas de
programação matemática foram desenvolvidos e aplicados utilizando Java e GAMS/CPLEX,
visando obter boas soluções em tempos computacionais aceitáveis na prática. Os resultados
dos experimentos computacionais demonstraram que as heurísticas conseguem diferentes
combinações de tempo computacional e qualidade de solução. Em geral, os tempos
computacionais utilizados para gerar soluções pelos métodos heurísticos são menores do que
os utilizados pelos modelos matemáticos com o CPLEX e, muitas vezes, com qualidade de
solução muito próxima. As soluções geradas com o modelo matemático e o CPLEX utilizam
um tempo computacional longo em vários casos, porém, geraram as melhores soluções em
todos os experimentos. Os resultados demonstraram que é possível gerar soluções de boa
qualidade para a programação de montagens estruturais aeronáuticas utilizando os métodos
propostos. A montagem estrutural de aeronaves exige várias operações, com uma rede de
precedência complexa e interação entre diversos recursos produtivos, o que torna o
planejamento e a programação de montagens uma atividade complexa para ser realizada
manualmente por humanos, sem apoio de tecnologia computacional e analítica adequada.
Além disso, essa pesquisa aborda um setor com grande relevância econômica para o Brasil. O
desenvolvimento de tecnologia voltada para ganhos competitivos desse setor tem o potencial
de contribuir para o seu desenvolvimento e sua competitividade no Brasil e no mundo. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção - PPGEP | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO::PESQUISA OPERACIONAL | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/1595591838209296 | por |