Metaheurísticas multi-objetivo para equilibrado de líneas de montaje en automociónoptimización conjunta de tiempo y espacio

Zusammenfassung

Cualquier sistema productivo del área de la automoción está formado por diversas líneas de montaje. Cada línea de montaje consta de un conjunto de tareas que se van realizando de forma secuencial sobre las materias primas o "inputs" del sistema. Así mismo, cada tarea tiene unas características específicas como tiempo, espacio necesario o tareas previas que han de llevarse a cabo. Uno de los problemas más importantes dentro del área de producción y del sector de la automoción es el de agrupar todas las tareas pertenecientes a una línea de ensamblado en distintas estaciones de trabajo, tratando de minimizar el tiempo de ciclo de producción, número de trabajadores, área necesaria para cada estación etc. Una de las familias más importantes dentro de este tipo de problemas es la conocida como "Simple Assembly Line Balancing Problem" (SALBP). Es un problema que está ampliamente extendido, tanto en la primera instalación de la línea como en sus reconfiguraciones. Además, es un problema de optimización combinatoria muy complejo (NP-completo), de gran interés para los managers, jefes de planta y profesionales. Tomando esta familia como base, Bautista y Pereira propusieron recientemente una subfamilia más realista, "Time and Space Assembly Line Balancing Problem" (TSALBP), que considera una restricción adicional relativa al espacio disponible. Esta variante extendida se ajusta mejor al escenario de la industria del automóvil en el que se centra nuestro trabajo. Al igual que muchos otros problemas reales, las formulaciones del TSALBP tienen una naturaleza multicriterio porque contienen tres objetivos en conflicto que deben minimizarse: el tiempo de ciclo de la línea de montaje, su área y el número de estaciones. En particular, la variante TSALBP-1/3 modela la problemática anterior y adquiere especial realismo por su naturaleza multicriterio y por la minimización de dos objetivos fundamentales: número de estaciones (y por tanto, número de trabajadores) y área de la planta. Las metaheurísticas multiobjetivo y en especial, los algoritmos evolutivos y los basados en inteligencia de enjambres, han demostrado ser muy útiles en problemas de optimización complejos y de índole industrial como el SALBP o TSALBP mono objetivo. Es por ello por lo que en este proyecto se intentará aplicar estas técnicas metaheurísticas para resolver el problema multiobjetivo del TSALBP-1/3, utilizando, en la medida de lo posible, el mayor nivel de información específica por parte del experto para ayudar a las metaheurísticas a obtener los mejores resultados. Como caso de estudio real y para probar el rendimiento de todas las metaheurísticas propuestas se utilizarán datos reales de la línea de montaje del motor del Nissan Pathfinder, ensamblado en la planta industrial que Nissan tiene en Barcelona.