Remanufacture mechatronic components in automotive industry

In the present work it is discussed a set of models that support decisions concerning vehicle’s components end-of-life. In this area, mechatronic components are probably the most attracting vehicle’s components. The component’s level of quality, the market condition, the process effort and the phase of component life cycle affect the decision between remanufacturing, recycling and landfill. This work can be divided into three parts that respectively addresses different aspects of decision-making when dealing with remanufacturing: an operation level, a tactical level and a strategic level. A MILP model supports operational decisions concerning the best recovery strategy for each supplied core with subassembly’s level of detail. The model evaluates not easy-to-guess solutions by the combination of all three end-of-life treatments. In the tactical level, a stochastic model supports decision of investment in remanufacturing process improvements. The model forecasts the level of remanufactured components’ demand and the collection of cores in order to evaluate the profitability of the investment. In the strategic level, decisions need quantitative and qualitative aspects to be evaluated. The model determines the reaction of different players in different markets and marketing effects of a specific decision. The model supports decision of remanufactured product portfolio, and the value of agreement between carmaker and supplier in different contexts. Finally, some cases of study are provided in order to validate models, an analytical solution for each special case was developed. The innovative contribution of this work can be found in the analysis of the dynamics of the coupling between the design decision and the end-of-life phases of mechatronic components, with applications in the automotive industry. This thesis is the result of the work performed in collaboration with the Technische Universität Berlin.

Nel presente lavoro di tesi è trattato un set di modelli di supporto alle decisioni riguardanti il fine vita dei componenti auto. In questo ambito i componenti meccatronici sono probabilmente le parti del veicolo più attraenti. Il livello della qualità del componente, la situazione di mercato, le difficoltà del processo e la fase del ciclo di vita del componente influenzano le decisioni di rigenerazione, riciclo e di deposizione in discarica.Questo lavoro può essere diviso in tre parti che affrontano rispettivamente aspetti diversi del processo decisionale di rigenerazione: un livello operativo, un livello tattico e di un livello strategico. Un modello MILP supporta le decisioni operative riguardo la migliore strategia di recupero per ogni item con un livello di dettaglio del sottoassieme. Il modello valuta soluzioni non intuitive delle possibili combinazioni tra i trattamenti di fine vita. Nel livello tattico, un modello stocastico supporta le decisioni di investimento per miglioramenti del processo di rigenerazione. Questo modello riesce a prevede il livello della domanda dei componenti rigenerati e la raccolta dei core al fine di valutare la redditività dell'investimento. Nel livello strategico, la decisione necessita di aspetti quantitativi e qualitativi per essere valutata. Il modello riesce a determinare in diversi mercati la reazione delle altre aziende e gli effetti sugli aspetti di marketing della decisione di rigenerazione di un determinato componente. Inoltre il modello supporta decisioni sul portafoglio di prodotti rigenerati e il valore dei contratti tra la casa automobilistica e i fornitori in contesti diversi. Infine, alcuni casi di studio sono affrontati per validare i modelli, ed è stata sviluppata una soluzione analitica per ogni caso specifico.Il contributo innovativo di questo lavoro di tesi può essere trovato nelle analisi delle dinamiche di collegamento tra le decisione di progettazione e gli effetti sul fine vita dei componenti meccatronici, con applicazioni nel settore automobilistico. Questa tesi è il risultato del lavoro svolto in collaborazione con la Technische Universität di Berlino.