Proposta de modelo de simulação na indústria automotiva como ferramenta da indústria 4.0

Abstract

Resumo: Desde as primeiras simulações computacionais na década de 1950, muito se aperfeiçoou tanto pelo aspecto de capacidade computacional como pelas linguagens de programação. Mais recentemente, em 2011, ocorreu a introdução do conceito de Indústria 4.0, sendo a simulação descrita como uma importante ferramenta da manufatura. Por meio dela pode-se avaliar medidas de desempenho e otimizar a produção e a qualidade do produto, sem a necessidade de testes no processo produtivo. A presente dissertação apresenta uma metodologia de criação de um simulador através da linguagem de programação c# aplicado em uma indústria automotiva. Mais especificamente, foi utilizada como base uma linha de produção do centro de usinagem configurada como Flow shop flexível. Nesta linha grande parte dos processos são automatizados e cada etapa possui inspeções de qualidade, manutenções preventivas e um operador responsável. A otimização do processo se dá por meio de propostas de melhoria de processo para minimizar o tempo de máquinas paradas. Os experimentos foram realizados de forma offline com o intuito de identificar os potenciais ganhos com a ferramenta, onde foi simulado o impacto de cada modelo produzido assim como as paradas não programadas. Ao final do trabalho é identificado os benefícios da adoção da linguagem de programação, assim como é traçado uma estratégia para a implementação online para o auxílio da tomada de decisão quanto a alocação da mão de obra. Destaca-se que foi o primeiro grande projeto de simulação desenvolvido no processo estudado e os ganhos observados podem ser utilizados como justificativa para a utilização dessa ferramenta poderosa na implantação de conceitos da indústria 4.0 tanto na fábrica do estudo realizado como em outras. Palavras-chave: Simulação de eventos discretos. Indústria 4.0. Otimização. Flow shop flexível. Gêmeo Digital

Abstract: Since the first computational simulations in the 1950s, much has been improved both in terms of computational capacity and programming languages. More recently, in 2011, the concept of Industry 4.0 was introduced, with simulation being described as an important manufacturing tool. Through it, you can evaluate performance measures and optimize production and product quality, without the need for tests in the production process. The present dissertation presents a methodology for creating a simulator using the C # programming language applied in an automotive industry. More specifically, a machining center production line configured as a flexible Flow shop. In this line most of the processes are automated and each stage has quality inspections, preventive maintenance, and a responsible operator. The optimization of the process takes place through proposals for process improvement to minimize downtime. The experiments were carried out offline in order to identify the potential gains with the simulator, where the impact of each model produced was simulated as well as the unscheduled stops. At the end of the work, the benefits of adopting the programming language are identified, as well as a strategy for online implementation is outlined to assist decision making regarding the allocation of labor. It is noteworthy that it was the first major simulation project developed in the studied process and the observed gains can be used as a justification for the use of this powerful tool in the implementation of industry 4.0 concepts, both in the study factory and in others. Keywords: Simulation. Industry 4.0. Optimization. Flexible Flow shop. Digital Twin