Show simple item record

Design of a control system based on production data analysis and digitalization requirements towards the Industry 4.0 for the reworking process of an automobile manufacturer

dc.contributorMuñoz Prado, Francisco
dc.contributorMuñoz Prado, Francisco
dc.creatorOrtiz Aristizabal, Esther Lucia
dc.creatorOrtiz Aristizabal, Esther Lucia
dc.date2018-04-23
dc.date.accessioned2018-07-24T15:47:29Z
dc.date.available2018-07-24T15:47:29Z
dc.identifier.citationOrtiz Aristizabal, E. L. & Ortiz Aristizabal, E. L. (2018, abril 23) Design of a control system based on production data analysis and digitalization requirements towards the Industry 4.0 for the reworking process of an automobile manufacturer. Pontificia Universidad Javeriana, Cali.spa
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11522/10429
dc.descriptionLas tendencias actuales de la industria están demandando que las empresas tengan procesos digitalizados y automatizados. Además de optimizar y controlar los procesos productivos de las mismas, es necesario tener definido un sistema basado en análisis estadístico, que les permita a los gerentes de la producción identificar problemas y reaccionar a tiempo. En la planta principal de AUDI AG, localizada en Ingolstadt, cada una de las líneas de ensamble tiene cuatro operaciones principales: Las estaciones de ensamble, el área de reproceso, el área de prueba y el área de finalización. La segunda operación, apoya de manera significativa la estrategia de producción de alta calidad, característica de la industria automotriz en Alemania. El proceso de reproceso que funciona actualmente en la empresa es apoyado por un sistema empírico basado en la experiencia de los trabajadores. Como consecuencia de esto, existen problemas relacionados con la trazabilidad de los carros, el sistema de comunicación y el control que se tiene del proceso. Estos problemas conducen a largos tiempos de proceso y tiempos de espera. Esta situación hace indispensable el diseño de un nuevo sistema de control, no sólo para reducir el tiempo de proceso, sino también para facilitar el control de cada etapa del proceso y asegurar el mejoramiento continuo en las mismas. Este sistema debe además cumplir los requerimientos en términos de digitalización y análisis de datos, que hacen parte de la cuarta revolución industrial, en la cual toda la industria está involucrada. Con un proceso de reproceso digitalizado, AUDI AG no sólo afirma su eslogan: “Vanguardia a través de la tecnología”, sino que además va a estar más cerca de cumplir su visión establecida para 2025. Para alcanzar esta meta es necesario una fase de investigación y una fase de análisis de la situación actual. En esta última es necesario tomar datos del proceso, hacer análisis estadísticos y concluir sobre las posibles causas y potenciales de mejora. La propuesta de solución consiste en un software con tres interfaces diferentes, el cual a través de un análisis a tiempo real y continuo de las bases de datos de la producción y guiado por la regla de decisión que fue diseñada, logre tomar decisiones sobre los siguientes pasos de los carros en proceso. Este software requiere la creación de nuevas bases de datos con información sobre calidad, disponibilidad, ubicación y reporte histórico de actividades realizadas. Como una versión inicial del software y para representar las especificaciones, se diseñó un programa en Excel con la estructura de las bases de datos expuestas en la solución. Este programa funciona con macros a fin de lograr que el trabajador pueda interactuar fácilmente con el sistema de control y no se vuelva muy complejo. El sistema propuesto fue validado a través del desarrollo de escenarios esperados, prototipo y un modelo de simulación. Luego con los resultados esperados del proceso, se efectúo un análisis del impacto operacional, financiero y social del mismo. A través del análisis económico se demuestra que es proyecto recupera el costo de inversión en su primer año de operación. La propuesta de solución alcanza una reducción en el tiempo de proceso de 773,04 a 259,88 minutos, incrementa la trazabilidad del sistema en un 20% y logra la implementación de tecnologías que son parte de la industria 4.0. De esta forma cumple los requerimientos establecidos en términos sociales, económicos y tecnológicos.spa
dc.description.abstractThe industry mega trends of today demand that companies have digitalized and automated processes. Besides, to optimize and control the production processes, it is necessary to have a well-defined system based on statistical analysis, which allows production managers to identify problems and react on-time. In the headquarter of AUDI AG located in Ingolstadt, each assembly line has four main operations: the assembly stations, the reworking area, the testing area, and the finishing area. The second operation represents an important part to support the quality assurance strategy that characterizes the German automotive industry. The actual reworking process in the company is supported by an empirical system based on workers’ experience. As a consequence, there are problems regarding traceability of the cars, communication system and process control. This yields long processing times and long waiting periods. That situation makes indispensable the design of a new control system, not only to reduce processing times, but also to facilitate production managers the control of every step of the process to ensure continuous improvement. This system should also meet the requirements in terms of digitalization and data analysis of the fourth industrial revolution, in which all the companies of the automotive industry in Germany are taking part. With a digitalized reworking process, AUDI AG not only minds its slogan “Advancement through Technology”, but also the company would even move closer to its 2025 vision. To achieve this goal it is necessary, in addition of a research phase, to analyze the current situation, collect data of the process values, make statistical analysis and conclude about the possible causes and improvement potentials of the problem. In the design phase, this work proposes different solution alternatives to the problem. The best alternative for AUDI AG is selected and evaluated in the validation phase, and then it is well described specifying what the company needs to implement it.The proposed solution consists on a software with three different interfaces that through the ongoing analysis of the process databases and based on a designed decision algorithm is able to takes the decisions about the next steps of the cars in process. This software requires the creation of new databases with the information of the capacity, availability, location and historic report of activities to each element that interact in the system. As an initial version of this software and to represent the specifications, it was developed an Excel program with the databases structure examples that works based on macros to allows the worker to interact on its interfaces and get involved with the new control system. The new proposed system was validated through the development of expected scenarios, prototype and a simulation model. Then with the expected results of the process values, it was carried out an operational, financial and social impact analysis. Through the analysis of Net Present Value and personnel costs of the company, it was demonstrated that the project will recover its investment cost since its first year of operation. From 773.04 minutes of process time, the designed solution achieve 259.88 minutes of process time, the increasing of the traceability of the process in more than 20% and the implementation of new technologies that are part of the Industry 4.0 and the requirements of this work. The defined social, economic and data restrictions were also satisfied with the new solution.spa
dc.formatapplication/pdfspa
dc.languageengspa
dc.publisherPontificia Universidad Javerianaspa
dc.publisherPontificia Universidad Javerianaspa
dc.rightsEl o los autores otorgan licencia de uso parcial de la obra a favor de la Pontificia Universidad Javeriana Seccional Cali, teniendo en cuenta que en cualquier caso, la finalidad perseguida siempre será facilitar, difundir y promover el aprendizaje, la enseñanza y la investigación. Con la licencia el o los autores autorizan a la Pontificia Universidad Javeriana Seccional Cali: la publicación en formato o soporte material, de acuerdo con las condiciones internas que la Universidad ha establecido para estos efectos. La edición o cualquier otra forma de reproducción, incluyendo la posibilidad de trasladarla al sistema o entorno digital. La inclusión en cualquier otro formato o soporte como multimedia, colecciones, recopilaciones o, en general, servir de base para cualquier otra obra derivada. La comunicación y difusión al público por cualquier procedimiento o medio (impreso o electrónico). La inclusión en bases de datos y en sitios web, sean éstos onerosos o gratuitos, existiendo con ellos previo convenio perfeccionado con la Pontificia Universidad Javeriana Cali para efectos de satisfacer los fines previstos. En estos eventos, tales sitios tendrán las mismas facultades que las aquí concedidas para la referida universidad, con las mismas limitaciones y condiciones. El o los autores continúan conservando los correspondientes derechos sin modificación o restricción alguna, puesto que de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el acuerdo jurídico con la Pontificia Universidad Javeriana Cali, en ningún caso conlleva la enajenación del derecho de autor y de sus conexos. EL AUTOR, expresa que el artículo, folleto o libro objeto de la presente autorización es original y la elaboró sin quebrantar ni suplantar los derechos de autor de terceros, y de tal forma, el recurso electrónico aquí presentado es de su exclusiva autoría y tiene la titularidad sobre éste. PARÁGRAFO: en caso de queja o acción por parte de un tercero referente a los derechos de autor sobre el recurso electrónico en cuestión, EL AUTOR, asumirá la responsabilidad total, y saldrá en defensa de los derechos aquí autorizados; para todos los efectos, la Pontificia Universidad Javeriana Cali actúa como un tercero de buena fe.spa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.subjectAutomotive industry, quality, reworking process, control system, Industry 4.0, traceability, process timespa
dc.titleDesign of a control system based on production data analysis and digitalization requirements towards the Industry 4.0 for the reworking process of an automobile manufacturerspa
dc.titleDesign of a control system based on production data analysis and digitalization requirements towards the Industry 4.0 for the reworking process of an automobile manufacturerspa
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisspa
dc.audienceResearchesspa
dc.audienceJournalistsspa
dc.audienceOtherspa
dc.audiencePontificia Universidad communityspa
dc.audiencePontificia Universidad communityspa
dc.coverageCali; Lat: 03 24 00 N degrees minutes; Lat: 3.4000 decimal degrees; Long: 076 30 00 W degrees minutes; Long: -76.5000 decimal degreesspa
dc.creator.emailestherluortiz@javerianacali.edu.cospa
dc.creator.emailestherluortiz@javerianacali.edu.cospa
dc.publisher.facultyIngenieríaspa
dc.publisher.programIngeniería Industrialspa
dc.pubplace.cityCalispa
dc.pubplace.cityCalispa
dc.rights.accesoAcceso cerradospa
dc.rights.accessRightsinfo:eu-repo/semantics/closedAccessspa
dc.rights.ccAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
dc.source.repositoryreponame:Vitela: Repositorio Institucional PUJspa
dc.source.institutioninstname:Pontificia Universidad Javeriana Cali.spa
dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionspa
dc.type.spaTrabajo de Gradospa


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia
Except where otherwise noted, this item's license is described as Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia