Mejoras de las Heurísticas Greedy empleadas en el secuenciamiento de los Sistemas de Producción Multi-modelo y Multi-nivel

• Published in: Revista iberoamericana de automática e informática industrial 2013-04, Vol.10 (2), p.159-169
• Main Authors: Alonso, Juan José Areal, Campos, Julio Garrido, Martín, Ricardo Marín
• Format: Article
• Language: Spanish
• Subjects: Automobile industry; Estimación de secuencias; Heuristics; Heurísticas; Industria del automóvil; Optimization problems; Problemas de optimización; Sequence estimation; Sistema de producción
• ISSN: 1697-7912; 1697-7920
• DOI: 10.1016/j.riai.2013.03.004

El problema de secuenciamiento de los sistemas de producción multi-modelo y multi-nivel reside en el alisado de las tasas de producción de los productos finales y también de las tasas de consumo de los diversos subconjuntos y elementos empleados en las etapas previas de producción. Las secuencias deben construirse de acuerdo a las opciones de cada producto, que requieren diferentes recursos y tiempo de producción, siendo el objetivo evitar sobrepasar el potencial de la instalación y de los medios humanos. Este artículo se desarrolla a partir del método Goal-chasing, que es una heurística Greedy desarrollada por Toyota para resolver este problema y que es ampliamente utilizado en la industria del automóvil. El artículo propone una mejora de dicho método con la introducción de pesos diferentes para cada opción con el fin de mejorar el ordenamiento de la secuencia. Profundizando en esta vía, se aplica el método Nelder-Mead de optimización no lineal para obtener los pesos de opciones que minimizan el coste de la secuencia resultante. Los resultados obtenidos aplicando los algoritmos a sistemas de producción multi-modelo y multi-nivel se concretan en el mundo del automóvil para una secuencia inicial, se generalizan a un conjunto de 30 secuencias representativas del entorno industrial del automóvil y se contrastan con referencias clásicas de la literatura. The Car Sequencing Problem consists in maintaining a certain order in the vehicles as they pass through the assembly line. Sequences have to be built according to each vehicle's options, each one requiring different resources and production time, with the objective of avoiding to exceed the maximum human and facility potential. In this paper, we use a Greedy heuristic, the Goal-chasing method developed by Toyota, to solve the Car Sequencing Problem. The concept of different weights for each option is introduced to improve the ordering of the sequence. Nelder-Mead method of nonlinear optimization is applied to obtain the weights of options that minimize the cost of the resulting sequence. The results obtained for a initial sequence are expanded to a set of 30 representative sequences of the automotive industry and they are contrasted with some of the classical benchmarks from the literature. Finally, real data is used to validate the proposal.