Integration of human factors in production system simulation for the purpose of investigating productivity effects

Despite inspiring developments in industrial environment specially industry 4.0 which is the latest industrial revolution and the emerging technologies to automate manufacturing processes, there is still the necessity of performing several types of operations by humans. This need stems from the level of flexibility and complexity of the jobs that can be managed by human workers instead of robots and automated systems. With this in mind, the importance of human factors and behaviours that add human-related uncertainties to the manufacturing systems can be well understood. Traditionally, most research on line design assumes that human operators perform independently from the status of the line, and they behave state-independent like machines in simulation models, while it can be indicated that humans are autonomous and may behave as an intelligent agent in the production system. In this work, first an integration of most important human factors that may affect manufacturing system productivity has been executed in modelling of the system using discrete-event simulation and agent-based modelling, then by using a real case study, the effects of these human related factors have been studied on overall performance of the manufacturing system exploiting principles of design of experiments. Finally, the results are discussed, and further possible developments have been mentioned.

Nonostante gli sviluppi stimolanti nell'ambiente industriale, specialmente l'industria 4.0 che è l'ultima rivoluzione industriale e le tecnologie emergenti per automatizzare i processi di produzione, c'è ancora la necessità di eseguire diversi tipi di operazioni da parte dell'uomo. Questa necessità deriva dal livello di flessibilità e complessità dei lavori che possono essere gestiti da lavoratori umani invece che da robot e sistemi automatizzati. Con questo in mente, l'importanza dei fattori umani e dei comportamenti che aggiungono incertezze legate all'uomo ai sistemi di produzione può essere ben compresa. Tradizionalmente, la maggior parte delle ricerche sulla progettazione delle linee presuppone che gli operatori umani si comportino indipendentemente dallo stato della linea, e che si comportino in modo indipendente dallo stato come le macchine nei modelli di simulazione, mentre si può indicare che gli umani sono autonomi e possono comportarsi come un agente intelligente nel sistema di produzione. In questo lavoro, prima è stata eseguita un'integrazione dei fattori umani più importanti che possono influenzare la produttività del sistema di produzione nella modellazione del sistema usando la simulazione ad eventi discreti e la modellazione basata sugli agenti, poi usando un caso di studio reale, gli effetti di questi fattori umani sono stati studiati sulle prestazioni generali del sistema di produzione sfruttando i principi del disegno di esperimenti. Infine, i risultati sono stati discussi e sono stati menzionati ulteriori possibili sviluppi.