Um sistema de produção flexível e inteligente para planejamento de processos e otimização de desempenho empresarial

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Fernandes, Ederson Carvalhar
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32044
Resumo: Many companies have been dedicating considerable efforts to continuously improving manufacturing processes to ensure their competitiveness and remain in the market. Value Stream Mapping is a strategic tool that enables the visualization of the macro of production to assist in planning and decision-making. It is a process mapping that considers the workflow of a product from the arrival of raw material to the result that is delivered to the customer. Despite the benefits this tool has provided to organizations, the time for its development is still very high, often ranging from weeks to months, as it involves manual data entry. This manual process increases the likelihood of errors in the analysis due to the inherent potential for human mistakes. It is important to note that the manual development of VSM carries the risk of simple errors occurring, which can impact the accuracy and reliability of the obtained results. Using data science has brought several improvements to the methods and tools of organizations. Then, to obtain contributions to engineering, this study presents the development of a dynamic web system for current and future state process mapping using data analysis and machine learning. Through the DSR (Design Science Research) methodology that aims to develop innovative solutions for complex problems, a Docker virtualization system is built, through an ETL (Extraction, Transformation, and Loading) approach, for the management of six containers with applications that communicate with each other in an isolated environment, in order to bring together all the necessary resources for the organization, visualization, and dynamic updating of the current mapping, as well as simulations and predictions in building future mappings to aid management decision-making. As a result, the performance, security, interoperability, generality, flexibility, and efficiency of the developed system are demonstrated through its application and evaluation in a production flow of an agricultural equipment company in Curitiba, Brazil. The current state mapping was carried out with the most current data provided by the company, and four alternatives for improving the process were predicted, with the evaluation and approval of the company’s engineers. The prediction system provides greater agility and support for decision-making. Combining a method already consolidated in the manufacturing industry with digital technologies contributes to identifying new patterns, critical areas, and complex relationships between variables, providing additional insights into the production process.
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It is a process mapping that considers the workflow of a product from the arrival of raw material to the result that is delivered to the customer. Despite the benefits this tool has provided to organizations, the time for its development is still very high, often ranging from weeks to months, as it involves manual data entry. This manual process increases the likelihood of errors in the analysis due to the inherent potential for human mistakes. It is important to note that the manual development of VSM carries the risk of simple errors occurring, which can impact the accuracy and reliability of the obtained results. Using data science has brought several improvements to the methods and tools of organizations. Then, to obtain contributions to engineering, this study presents the development of a dynamic web system for current and future state process mapping using data analysis and machine learning. Through the DSR (Design Science Research) methodology that aims to develop innovative solutions for complex problems, a Docker virtualization system is built, through an ETL (Extraction, Transformation, and Loading) approach, for the management of six containers with applications that communicate with each other in an isolated environment, in order to bring together all the necessary resources for the organization, visualization, and dynamic updating of the current mapping, as well as simulations and predictions in building future mappings to aid management decision-making. As a result, the performance, security, interoperability, generality, flexibility, and efficiency of the developed system are demonstrated through its application and evaluation in a production flow of an agricultural equipment company in Curitiba, Brazil. The current state mapping was carried out with the most current data provided by the company, and four alternatives for improving the process were predicted, with the evaluation and approval of the company’s engineers. The prediction system provides greater agility and support for decision-making. Combining a method already consolidated in the manufacturing industry with digital technologies contributes to identifying new patterns, critical areas, and complex relationships between variables, providing additional insights into the production process.Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Muitas empresas têm dedicado esforços consideráveis para melhorar continuamente seus processos de fabricação, a fim de garantir sua competitividade e permanecer no mercado. O Mapeamento do Fluxo de Valor é uma ferramenta estratégica que permite a visualização do macro da produção para auxiliar no planejamento e na tomada de decisões. É um mapeamento de processos que considera o fluxo de trabalho de um produto desde a chegada da matéria-prima até o resultado entregue ao cliente. Apesar dos benefícios que essa ferramenta tem proporcionado às organizações, o tempo para seu desenvolvimento ainda é muito elevado, muitas vezes variando de semanas a meses, pois envolve entrada manual de dados. Este processo manual aumenta a probabilidade de erros na análise devido ao potencial inerente de erros humanos. É importante ressaltar que o desenvolvimento manual do VSM acarreta o risco de ocorrência de erros simples, que podem impactar na precisão e confiabilidade dos resultados obtidos.. A utilização da ciência de dados tem trazido diversas melhorias aos métodos e ferramentas das organizações. Assim, para obter contribuições para a engenharia, este estudo apresenta o desenvolvimento de um sistema web dinâmico para o mapeamento de processos no estado atual e futuro, utilizando análise de dados e aprendizado de máquina. Através da metodologia DSR (Design Science Research) que visa desenvolver soluções inovadoras para problemas complexos, é construído um sistema de virtualização Docker, por meio de uma abordagem ETL (Extração, Transformação e Carregamento), para o gerenciamento de seis contêineres com aplicativos que se comunicam entre si em um ambiente isolado, a fim de reunir todos os recursos necessários para a organização, visualização e atualização dinâmica do mapeamento atual, bem como simulações e previsões para a construção de mapeamentos futuros para auxiliar na tomada de decisão gerencial. Como resultado, o desempenho, segurança, interoperabilidade, generalidade, flexibilidade e eficiência do sistema desenvolvido são demonstrados por meio de sua aplicação e avaliação em um fluxo de produção de uma empresa de equipamentos agrícolas em Curitiba, Brasil. O mapeamento do estado atual foi realizado com os dados mais atuais fornecidos pela empresa, e foram previstas quatro alternativas para melhoria do processo, com a avaliação e aprovação dos engenheiros da empresa. O sistema de previsão proporciona maior agilidade e suporte à tomada de decisão. Combinar um método já consolidado na indústria de manufatura com tecnologias digitais contribui para identificar novos padrões, áreas críticas e relações complexas entre variáveis, fornecendo insights adicionais sobre o processo produtivo.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de MateriaisUTFPRBorsato, Miltonhttps://orcid.org/0000-0002-3607-8315http://lattes.cnpq.br/9039613643111474Brown, Liamhttps://orcid.org/0000-0002-9121-8114Magatão, Leandrohttps://orcid.org/0000-0002-6917-9753http://lattes.cnpq.br/4652695720103701Borsato, Miltonhttps://orcid.org/0000-0002-3607-8315http://lattes.cnpq.br/9039613643111474Costa, Janaina Mascarenhas Hornos dahttps://orcid.org/0000-0001-9653-6499http://lattes.cnpq.br/5333709865535244Ryan, Alanhttps://orcid.org/0000-0001-8422-4287Brown, Liamhttps://orcid.org/0000-0002-9121-8114Fernandes, Ederson Carvalhar2023-08-10T17:35:40Z2023-08-10T17:35:40Z2023-03-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfFERNANDES, Ederson Carvalhar. Um sistema de produção flexível e inteligente para planejamento de processos e otimização de desempenho empresarial. 2023. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32044enghttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2023-08-11T06:07:10Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/32044Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2023-08-11T06:07:10Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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