Strategie rozvrhování pracovníků na výrobní linky

Ing. Jan Vavruška, Ph.D.

Doctoral thesis

Strategies of Assigning Workers on Production Lines

Abstract:

Předkládaná práce vychází ze stavu řešení problematiky výrobních systémů a logistiky na pracovišti Katedry výrobních systémů a automatizace, Fakulty strojní Technické univerzity v Liberci a navazuje na problematiku rozvrhování zakázek Ing. Františka Koblasy, Ph.D. Návaznost spočívá v obecném analyzování stavu problematiky technických řešení a jejich vlivu na řízení a efektivitu výroby a ve vytipování oblastí, kde a v jaké míře, případně s jakým efektem je možné ji ovlivnit organizačními opatřeními v oblasti strategie řízení dílny. V rámci práce byl také vytvořen model pro ověřování efektivity strategií při rozvrhování pracovníků pomocí simulace. Autor práce se zabývá problematikou rozvrhování a řízení pracovníků na úrovní mistra, supervizora a teamleadera. Přesněji jeho práce je orientována na montážní a výrobní linky s filozofií One piece flow. V práci jsou rozebrány současné způsoby balancování a rozvrhování pracovníků, spolu s jejich výhodami a nevýhodami. Pozornost je věnována především systémům obsluhy linek, rozvrhování pracovníků a balancování. Dále se zaměřuje na výrobu s výrobkovým mixem, realizovanou na pracovištích do "O" s výskytem tzv. plovoucích úzkých míst. Jsou definovány hypotézy předpokládaného chování výrobního systému při uplatnění tří strategií: Work zone, Rabbit chase a Bucket brigades. Hypotézy byly ověřovány pomocí simulačních experimentů v prostředí Witnessu. Experimentálně byly ověřovány klíčové vlastnosti jednotlivých strategií při rozvrhování výrobních úkolů v rámci výrobního (montážního) týmu. V průmyslové praxi byly ověřeny požadavky na simulační modely. Do modelů byly doplněny další, ovlivňující výsledky experimentů. V rámci testování jednotlivých strategií na jednom z montážních úseků byly vysledovány požadavky na monitorování práce v rámci montážního týmu. Výstupy experimentů byly následně diskutovány. Byly tak významně rozšířeny poznatky o vybraných strategiích, především adaptabilita strategií na nedokonalosti reálného prostředí, které byly při teoretické formulaci strategií zanedbány. Na základě nově získaných poznatků byla vytvořena metodika pro podporu rozhodování při volbě strategie týkající se rozvrhování a řízení pracovníků na flexibilních výrobních linkách. Získané poznatky o chování výrobního systému při uplatnění jednotlivých strategií obsluhy a vytvořené simulační modely a experimenty společně s vytvořenou metodikou mají pomoci při rozhodovacích procesech na úrovni dílny. Rozšiřují tak možnosti systémů určených na podporu rozhodování DSS (z angl. Decision Support Systems).

Abstract:

This dissertation is based on a state of solution to the issues of production and logistics systems at the Department of Manufacturing Systems and Automation, Faculty of Engineering, TU of Liberec. It is to expand the topic of production scheduling done by Ing. František Koblasa Ph.D. The linkage and continuity is in the general analysis of the situation and the field of Scheduling. It examines the impact of technical solutions on the complexity of production control and production efficiency. The aim of the PhD thesis is to identify opportunities for organization solutions, when and to what extent, and possibly what kind of effect it is possible achieve by changing the control strategy in the production department. In this work also introduces a model to verifying the effectiveness of strategies to schedule assignment of workers by using simulation. The author of this work deals with the issue of workers assignment and staff management at the level of a foreman, supervisor or team leader. Specifically, the authors focus is on assembly and production line management using the philosophy of One piece flow. The current methods of balancing and workers assignment are analysed in this work, along with their advantages and disadvantages. The thesis applies the systems of manufacturing lines, workers´ assignment and line balancing. It is also focusing on manufacturing with a product mix implemented at "O" shaped workplaces with the occurrence of so-called floating bottlenecks. The defined hypotheses were within anticipated behaviour of the production system in the application of the three strategies "Work zones", "Rabbit chase" and "Bucket Brigades". The hypotheses were verified using simulation experiments in the Witness software. The key characteristics of the individual assignment strategies of production tasks in the manufacturing (assembly) team were verified by the experiment. The specification of simulation models were verified in serial production. The model has been complemented by other factors affecting the system outputs. The requirements for the system of work monitoring within the assembly team were found out as part of the testing of individual strategies on one of the assembly sections. The outputs of experiments were then discussed, so the knowledge about the chosen strategies was significantly expanded. Above all we talk about the adaptability of strategies to imperfections in real practice that were neglected at level of theoretical formulation of strategies. The methodology or decision support of choosing the strategy of assignment and operation staff management on flexible production lines, was made on the basis of newly acquired knowledge. The survey on the behaviour of the production system in the application of strategies Work zones, Rabbit chase and Bucket brigades, created simulation models with experiments together with created methodology, should help in decision-making processes on the level of manufacturing section. Thus it also expands possibilities for the Decision Support System (DSS).

Keywords

rozvrhování, strategie, balancování pracovníků, samoorganizace, pracovní zóny, Rabbit chase, Bucket brigades

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 11. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 23. 3. 2017
• Supervisor: doc. Dr. Ing. František Manlig

Technical University of Liberec

Faculty of Mechanical Engineering

Doctoral programme / field:
Mechanical Engineering / Manufacturing Systems and Processes