ASALBP: the Alternative Subgraphs Assembly Line Balancing Problem. Formalization and Resolution Procedures

Hoy en día, los problemas de equilibrado de líneas de montaje se encuentran comúnmente en la mayoría de sistemas industriales y de manufactura. Básicamente, estos problemas consisten en asignar un conjunto de tareas a una secuencia ordenada de estaciones de trabajo, de manera que se respeten las res...

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Detalles Bibliográficos
Autor: Capacho Betancourt, Liliana
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2008
País:España
Institución:CBUC, CESCA
Repositorio:TDR. Tesis Doctorales en Red
OAI Identifier:oai:www.tdx.cat:10803/5950
Acceso en línea:http://www.tdx.cat/TDX-0319108-133236
http://hdl.handle.net/10803/5950
https://dx.doi.org/10.5821/dissertation-2117-93265
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:economia
organització d'empreses
004
Descripción
Sumario:Hoy en día, los problemas de equilibrado de líneas de montaje se encuentran comúnmente en la mayoría de sistemas industriales y de manufactura. Básicamente, estos problemas consisten en asignar un conjunto de tareas a una secuencia ordenada de estaciones de trabajo, de manera que se respeten las restricciones de precedencia y se optimice una medida de eficiencia dada (como, por ejemplo, el número de estaciones de trabajo o el tiempo ciclo). Dada la complejidad de los problemas de equilibrado de líneas, en los trabajos de investigación tradicionalmente se consideraban numerosas simplificaciones en las que, por ejemplo, una sola línea serial procesaba un único modelo de un solo producto. Además, los problemas estaban principalmente restringidos por las relaciones de precedencia y el tiempo ciclo. Sin embargo, la disponibilidad de recursos computacionales de hoy en día, así como la necesidad de las empresas a adaptarse a los rápidos cambios en los procesos de producción, han motivado tanto a investigadores como a gerentes a tratar problemas más realistas. Algunos ejemplos incluyen problemas que procesan modelos mixtos, estaciones de trabajo y líneas en paralelo, consideran múltiples objetivos y restricciones adicionales, como la capacidad de proceso de las estaciones de trabajo y la ubicación de los recursos en la línea de montaje.<br/>Esta tesis doctoral trata un nuevo problema de equilibrado de líneas, que ha sido titulado ASALBP: the Alternative Subgraphs Assembly Line Balancing Problem, en el que se consideran variantes alternativas para diferentes partes de un proceso de montaje o de manufactura. Cada alternativa puede ser representada por un subgrafo de precedencias, que determina las tareas requeridas para procesar un producto particular, las restricciones de precedencia y los tiempos de proceso. <br/>Para resolver eficientemente el ASALBP, se deben resolver dos problemas simultáneamente: (1) el problema de decisión para seleccionar un subgrafo de montaje para cada parte que admite alternativas y (2) el problema de equilibrado para asignar las tareas a las estaciones de trabajo. <br/>El análisis del estado del arte revela que este problema no ha sido estudiado previamente en la literatura, lo que ha conducido a la caracterización y a la definición de un nuevo problema. Por otra parte, dado que no es posible representar las variantes de montaje en un diagrama de precedencias estándar, se propone el S-grafo como una herramienta de diagramación, para representar en un único grafo todas las alternativas de montaje.<br/>Habitualmente, los problemas de equilibrado de líneas que consideran alternativas de montaje se resuelven en dos etapas. En la etapa inicial, el diseñador de sistema selecciona una de las variantes posibles utilizando cierto criterio de decisión como por ejemplo tiempo total de proceso. Una vez que se han seleccionado las alternativas de montaje, y se dispone de un diagrama de precedencias (es decir, el problema de planificación ha sido resuelto), la línea de montaje es equilibrada en una segunda etapa. Sin embargo, utilizando dicho procedimiento de dos etapas no se puede garantizar que una solución óptima del problema global se pueda obtener, porque las decisiones tomadas por el diseñador de sistema restringen el problema y causan perdida de información; es decir, cuando se selecciona una alternativa priori los efectos de las posibilidades restantes quedan sin explorar. Por ejemplo, si el diseñador de sistema utiliza tiempo total de proceso como criterio de decisión, la alternativa con el tiempo total de proceso más grande será descartada a pesar de que pueda ser la que proporcione la mejor solución del problema (es decir, requiere el mínimo número de estaciones de trabajo o el mínimo tiempo ciclo). <br/>Por lo tanto, pareciera razonable considerar que para solucionar eficientemente un ALBP que implica alternativas de proceso, todas las alternativas de montaje deben ser tomadas en cuenta en el proceso de equilibrado. Para este propósito, en esta tesis el problema de selección de una variante de montaje y el problema de equilibrado de la línea se consideran conjuntamente en lugar de independientemente.<br/>Para resolver el Problema de Equilibrado de Líneas con Alternativas de Montaje (ASALBP) se usan varios enfoques. El problema se formaliza y se resuelve de manera óptima a través de dos modelos de programación matemática. Un enfoque aproximativo es usado para resolver problemas de tamaño industrial. Además, se proponen procedimientos de optimización local con el objetivo de mejorar la calidad de las soluciones obtenidas por los métodos heurísticos desarrollados en este trabajo.

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