Herramienta de planificación de secuencias de tratamiento químico sin esperas de piezas aeronauticas

Abstract

Las características del sector aeronáutico obligan a que exista una constante reposición de piezas como consecuencia de la incesante exposición de estas a las condiciones extremas a las que están expuestas. Estas condiciones hacen que sea necesario aplicar determinados tratamientos a las piezas con el objetivo de aportar a las piezas ciertas características que no poseen por sí solas. Cada pieza recibe un tratamiento distinto según su tipo, de forma que dichos tratamientos consisten en baños químicos en cubas dispuestas en línea, existiendo un único brazo transportador encargado de trasladar las piezas de una cuba a otra. Cabe destacar que cada cuba solo admite una pieza al mismo tiempo, sin embargo existen algunas cubas equivalentes capaces de aplicar el mismo tratamiento de forma que su uso puede habilitarse o no, según decida el usuario. Como en cualquier fábrica, lo ideal es tratar el mayor número de piezas posible en el menor tiempo siempre y cuando se mantengan los niveles de calidad deseados y para ello es necesario secuenciar las tareas mediante una optimización. Pero la principal característica de este problema que lo diferencia de los problemas clásicos de tipo job shop es que no se permiten esperas. Es decir, cada pieza tiene que estar un mínimo de tiempo dentro de las cubas sin sobrepasar el límite que se fije. Ello hace que la optimización de la secuencia requiera mucha carga computacional y el programa de optimización tarde días en encontrar el óptimo, cuando lo que se necesita es disponer de la secuencia óptima al inicio de cada jornada laboral. De modo que el objetivo de este proyecto es desarrollar una herramienta computacional que sea más ágil y aporte resultados suficientemente buenos (que no se alejen demasiado del óptimo). Para ello se ha realizado una búsqueda de los métodos heurísticos que contribuyan a tal efecto mediante la asignación de prioridades de ciertas piezas. La forma de priorizar unas piezas frente a otras se ha realizado fijando las variables adecuadas de precedencia en el programa de optimización que se ha utilizado (GAMS).

The characteristics of the aviation industry require the existence of a constant replacement of components as a result of the ceaseless exposure of them, and the extreme conditions to which they are exposed. These conditions make it necessary to apply certain treatments to the components with the aim of making the components acquire characteristics they do not have by themselves. Each component is treated differently according to their type, so that these treatments consist of chemical baths in barrels arranged in line, having a single carrier arm in charge of moving the pieces from one barrel to another. Note that each barrel supports only one piece at the same time, however there are some equivalent barrels able to apply the same treatment so that its use can be enabled or not, as decided by the user. As in any factory, the ideal technique is to try as many pieces as possible in the shortest time possible as long as the desired quality standards are maintained, so this requires sequencing tasks through optimization. But the main feature of this issue that differentiates it from the classic problems of job shop type is that waiting is not allowed. That is, each piece must stay a minimum of time inside the barrels without exceeding the fixed limit. This means the sequence optimization requires a lot of computational load so it takes days for the optimization software to find the optimum, while it is necessary to have the optimal sequence at the beginning of each workday. So the aim of this project is to develop a computational tool that is more agile and able to provide sufficiently good results (not stray too far from the optimal value). For this, a search of heuristic methods has been done that contribute to this effect by the prioritization of certain components. The way to prioritize some components over the rest has been performed by setting the right values of the precedence variable in the optimization program that has been used (GAMS).