Herramienta de planificación de secuencias de tratamiento químico sin esperas de piezas aeronauticas
Resumen
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).
Trabajo Fin de Máster
Herramienta de planificación de secuencias de tratamiento químico sin esperas de piezas aeronauticasTitulación / Programa
Máster Universitario en Ingeniería IndustrialMaterias/ UNESCO
33 Ciencias tecnológicas3301 Ingeniería y tecnología aeronáutica
330113 Instrumentación
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