Representação de operações de embalagem e expedição num Smart Manufacturing System

Abstract

A evolução dos mercados e o aumento da competitividade origina mudanças de paradigmas de produção de modo a satisfazer as necessidades dos clientes. Atualmente, a Indústria 4.0 (I4.0) representa uma quarta revolução industrial, que surgiu com a integração de novas tecnologias computacionais, como os Cyber-Physical Systems (CPS) e a Internet of Things (IoT) na produção resultando nas Smart Factories (SF). A resposta dos Sistemas de Planeamento e Controlo da Produção (SPCP) à integração destas tecnologias no ambiente fabril são os Smart Manufacturing Systems (SMS). Este novo conceito faz a ligação dos requisitos da I4.0 com os requisitos de um SPCP e permite controlar todas as atividades nas SF. Como principal objetivo deste projeto de dissertação destaca-se a apresentação de dois modelos, um para a representação de operações de embalagem e outro para a representação de operações de expedição implementados num SMS. Os modelos têm como objetivo representar todas as operações de embalagem e expedição existentes numa organização que, atualmente, apresentam desafios tais como a customização e a diversidade para responder às necessidades dos clientes. Estes processos diferem dos processos produtivos na sua origem, a embalagem surge após colocação de uma encomenda e a expedição na organização de encomendas a expedir para um cliente. O resultado da utilização dos modelos são Bill of Materials and Operations (BOMO) necessárias para apoiar as áreas funcionais de planeamento e controlo da produção a médio e curto prazo de um SPCP. Um caso de estudo foi utilizado para testar as capacidades dos modelos em representar as informações relativas aos processos de embalagem e expedição de antenas. Posteriormente, foi avaliado o impacto dos modelos nas áreas de planeamento e controlo da produção a médio e curto prazo. Os resultados desta avaliação permitem compreender a importância de cada elemento proposto nos modelos e o impacto nas propriedades definidas para o funcionamento, flexibilidade e autonomia de decisão destas duas áreas funcionais num SMS.

The evolution of markets and increased competitiveness leads to changes in production paradigms to satisfy customer needs. We currently live in the fourth industrial revolution, Industry 4.0, which emerged with the integration of new computing technologies such as Cyber-Physical Systems and the Internet of Things in the production environment. The response of Production Planning and Control Systems to the integration of these technologies in the manufacturing environment are known as Smart Manufacturing Systems. This new concept links the requirements of the Industry 4.0 with the requirements of Production Planning and Control Systems and allows the control and synchronization of all entities and activities in the new manufacturing environments resulting from the Industry 4.0, the Smart Factories. The main objective of this dissertation project is the presentation of two models, one for the representation of packaging operations and another for the representation of shipping operations implemented in a Smart Manufacturing System. Both models aim to encompass all packaging and shipping processes within an organization, addressing current challenges such as customization and diversity to meet customer needs. The outcome of utilizing these models is the generation of Bills of Materials and Operations (BOMO), which integrate elements and relevant information essential for their characterization. This information supports the functional areas of planning and control in the medium and short term of a Production Planning and Control System. A case study was used to test the models' capabilities in the representation of information related to an antenna packaging and shipping processes. Subsequently, the impact of the models in the functional areas of production planning and control in the medium and short term was evaluated. The results of this evaluation allows us to understand the importance of each element proposed in the models and the impact on the properties defined for the functioning, flexibility and decision autonomy of these two functional areas in a Smart Manufacturing System.