Modelação de uma linha de produção de cabos elétricos usando a simulação

Abstract

Este trabalho tem como objetivo a modelação, o estudo e a análise de uma linha de produção industrial em U dedicada ao fabrico de cabos elétricos para o setor automóvel. A linha é operada por trabalhadores móveis (walking workers), sendo a alocação destes às estações de trabalho baseada em zonas flutuantes. Ao contrário dos sistemas tradicionais com operadores fixos, esta linha recorre a trabalhadores polivalentes que se deslocam entre diferentes estações de trabalho para realizar as operações, assegurando desta forma maior flexibilidade do sistema de produção em resposta à procura. Este projecto foi conduzido através da simulação de eventos discretos, utilizando o software Simio, com o desenvolvimento de digital twin da linha em estudo. O modelo procura representar fielmente o sistema real, incorporando 21 estações de trabalho onde são produzidos 19 diferentes tipos de cabos elétricos. Consideram-se no estudo três estratégias diferentes, nomeadamente: zonas flutuantes (abordagem atualmente usada pela empresa), zonas fixas e rabbit chase. Estas estratégias foram testadas em diferentes situações de operação da linha, no que concerne ao número de trabalhadores móveis e aos tempos de processamento nas estações de trabalho (nomeadamente determinísticos e estocásticos, abrangendo diferentes combinações de produtos. Este estudo contribui para o desenvolvimento da teoria e da prática industrial. No âmbito do primeiro, contribui para melhor compreender o impacto de diferentes estratégias de alocação de operadores móveis em linhas de produção em U. No âmbito do segundo, oferece recomendações práticas para a empresa procurar melhorar o desempenho operacional da linha em estudo. Abstract: This work aims to model, study, and analyze a U-shaped industrial production line dedicated to manufacturing electrical cables for the automotive sector. The line is operated by walking workers, with their assignment to workstations based on floating zones. Unlike traditional systems with fixed operators, this line relies on multi-skilled workers who move between different stations to perform operations, thereby ensuring greater production-system flexibility in response to demand. The project was conducted through discrete-event simulation using Simio, developing a digital twin of the line under study. The model seeks to faithfully represent the real system, incorporating 21 workstations where 19 different types of electrical cables are produced. The study considers three different strategies: floating zones (the approach currently used by the company), fixed zones, and rabbit chase. These strategies were tested under different operating conditions for the line, namely the number of walking workers and the processing-time assumptions at the workstations (deterministic and stochastic), covering different product combinations. This study contributes to both theory and industrial practice. On the theoretical side, it enhances understanding of the impact of different allocation strategies for walking workers in U-shaped production lines. On the practical side, it offers actionable recommendations for the company to improve the operational performance of the line under study.