Integrated quality and production logistic performance modeling for selective and adaptive assembly systems

Selective and adaptive assembly systems are found in several manufactur- ing contexts, above all automotive and mechanical components manufac- turing, where the tolerances imposed on the assembled product key fea- ture are much tighter than the tolerances imposed on the sub-assemblies key features. In addition, due to the increasing pressure on high precision manufacturing and the development of on-line measurement technologies, selective and adaptive assembly systems have attracted increasing interest in emerging sectors such as micro-production, biomedical and e-mobility industries. In fact, selective and adaptive assembly system consists in mea- suring the key quality characteristics of each sub-assembly and classifying the sub-assemblies into bu ers according to the measurement outcome. In this thesis, a new analytical method is developed that allows predicting the integrated quality and production logistics performance of the selec- tive and adaptive assembly systems. The accuracy of the method is shown by comparison of the results with that of simulation. The method is used to derive insights on the behavior of these complex class of manufactur- ing systems. For instance, the e ect of total bu er space and the e ect of number of quality classes on the performance measures of the system is explored and analyzed. The results show that improved performance is achieved towards existing solutions, which deal only with quality aspects. For example, we showed that by employing selective and adaptive assembly systems, high precision assemblies can be produced from low precision sub- assemblies with the required production rate, at the cost of increasing the complexity of the system logistics, the work-in-progress and of decreasing the total production rate of the system.In addition, we have applied the process adaptation in the manufacturing process in order to reduce the discard rate of sub-assemblies in selective and adaptive assembly systems. The proposed method is modeled within the analytical performance measurement framework of the selective assembly systems. Moreover, new ow control policies are proposed and analyzed in order to reduce the discard rate of the selective assembly system where process adaptation in the manufacturing process is infeasible. Finally, the industrial bene ts are shown by means of applications to two real manufacturing context. First, producing electrical drives in Bosch com- pany and then remote laser welding application for body-in-white produc- tion in Jaguar and Land Rover company. We shown that the e ective throughput is remarkably increased by applying the selective assembly sys- tem, although the total throughput is decreased. Moreover, in the rst case we have shown that the bene ts of introducing more quality classes into the selective assembly system are more visible as the tolerance on the key feature of the nal assembly is tightened.

Sistemi di assemblaggio selettiva e adattativa si trovano in diversi manifatturiere - ing contesti , soprattutto i componenti automobilistici e meccanici fabbri- Turing , dove le tolleranze imposte al prodotto assemblato chiave fea - tura sono molto più stretti rispetto alle tolleranze imposte al sub- assembly caratteristiche principali. Inoltre, a causa della crescente pressione su alta precisione produzione e lo sviluppo di tecnologie in linea di misurazione , sistemi di assemblaggio selettive e adattative hanno suscitato un crescente interesse in settori emergenti quali la micro -produzione , biomedica e e-mobility industrie. Infatti, il sistema di montaggio selettivo e adattativo consiste in misu- suring le principali caratteristiche di qualità di ogni sub -assemblaggio e classificazione i sottoinsiemi in bu ? ERS secondo il risultato di misura . In questa tesi , un nuovo metodo analitico è stato sviluppato che consente la previsione il sistema integrato delle prestazioni di qualità e di produzione logistica della selezione tiva e sistemi di assemblaggio adattivi . Viene mostrata la precisione del metodo confrontando i risultati con quelli di simulazione . Il metodo è usato per ricavare conoscenze sul comportamento di questi complessi classe di Manufacturing sistemi ing. Ad esempio , l'e ? Etto di bu totale? Spazio er e l'indirizzo ? Etto del numero di classi di qualità sulle misure di prestazione del sistema viene esplorato e analizzato . I risultati mostrano che il miglioramento delle prestazioni è compiuti verso soluzioni esistenti , che si occupano solo di aspetti qualitativi . Ad esempio , abbiamo dimostrato che con l'impiego di assemblaggio selettiva e adattativa sistemi , le assemblee di alta precisione possono essere prodotti da bassa precisione sub- assiemi con il tasso di produzione necessario , a costo di aumentare la complessità della logistica del sistema , il work- in-progress e di diminuire il tasso di produzione totale del sistema .