Rebalancing of a mixed-model asynchronous assembly line : an industrial case study

The evolution of customers and market requirements has led companies to pursue the mass customization paradigm. In assembly systems this trend conducted to the adoption of the assembly line as the main productive system. While literature has shown a big interest in the balancing problem and design of new lines, very few studies have been conducted in the rebalancing scenario of an existing line. This thesis investigates the latter condition in a real industrial case. Firstly, a comprehensive classification of all the declinations of the assembly line balancing problem is provided. Afterwards, a literature search in the fields of rebalancing procedures, positional task constraints and evaluative methods for mixed model assembly line is carried out. The case study is then performed by analyzing the current task configuration of an assembly line of ABB S.p.A., a company that produces medium voltage devices. A parametric simulator is used as the main evaluative tool to assess the line performances with different task assignment configurations and an improvement of the current scenario is proposed, together with a study of an insourcing scenario not yet applied in the production plant. In both rebalancing proposals, the characteristics of the existing line have been accounted for by defining positional constraints for interested assembly tasks. Results from the case study have shown a clear benefit in the assembly line productivity with minimal investments required.

L'evoluzione dei clienti e delle esigenze del mercato ha portato le aziende a perseguire il paradigma della personalizzazione di massa. Nei sistemi di assemblaggio questa tendenza ha portato all'adozione della linea di montaggio come sistema produttivo principale. Mentre la letteratura ha mostrato un grande interesse per il problema di bilanciamento e progettazione di nuove linee, pochissimi studi sono stati condotti nello scenario di ribilanciamento di una linea esistente. Questa tesi indaga quest'ultima condizione in un caso industriale reale. In primo luogo, viene fornita una classificazione completa di tutte le declinazioni del problema del bilanciamento della linea di montaggio. Successivamente, viene eseguita una ricerca bibliografica nel campo delle procedure di ribilanciamento, dei vincoli posizionali di attività e dei metodi valutativi per la linea di montaggio a modelli misti. Il caso studio viene quindi sviluppato analizzando l'attuale configurazione delle attività di una catena di montaggio di ABB S.p.A., azienda che produce dispositivi di media tensione. Un simulatore parametrico è utilizzato come principale strumento di valutazione per valutare le prestazioni della linea con diverse configurazioni di assegnazione dei compiti. Viene quindi proposto un miglioramento dello scenario attuale, unitamente allo studio di uno scenario di internalizzazione di componenti non ancora applicato nello stabilimento produttivo. In entrambe le proposte di ribilanciamento, si è tenuto conto delle caratteristiche della linea esistente definendo vincoli posizionali per le attività di montaggio interessate. I risultati del caso di studio hanno mostrato un chiaro miglioramento della produttività della linea con minimi investimenti richiesti.