MODELLI PER L'OTTIMIZZAZIONE DELLA PIANIFICAZIONE DEL PERSONALE IN LINEE DI ASSEMBLAGGIO DI PRODOTTI DI GRANDI DIMENSIONI

Aircraft’s final assembly lines (FAL) are conceptually very different from the automotive industry assembly line, that are extensively studied in literature and optimized in companies. In fact, in many stages of the aircraft assembly process, there is not a clear flow direction of the product, instead many (and often repetitive) tasks are performed by workers moving around the product. This is due to many reasons, among which: the size of the product, the length of the takt time (2 to 3 days for most models), the repetitiveness of many tasks that involve a small number of different skills. Morever, different tasks require different skills to be executed and thus different kind of workers. Another problem that may happen is that some material’s delivery is late, so part of the activities are blocked and cannot be performed. This fact is called ”resource disruption”. There is the need to re-balance the activities among the available workers in order to minimize the effects of this delay: it means an effective distribution of tasks before and after the late delivery of the material. From the considerations above, it makes sense to write a model that aims at minimizing the number of workers, for each kind of workers. These conditions make it easier for some aspects of the FAL to be described with equations typical of the RCPSP (Resource-Constrained Project Scheduling Problem) rather than the ones of the ALBP (Assembly Lines Balancing Problem). The models presented in this thesis aim to tackle some of this problems, and particular attention is given to the most general case, in which multiple industrial instances are proved to be solved successfully with state of the art solvers.

Le linee di montaggio finale di mezzi aerei (FAL) sono concettualmente molto diverse dalle linee di montaggio dell'industria automobilistica, che sono già ampiamente studiate in letteratura e ottimizzate nelle aziende. Infatti, in molte fasi del processo di assemblaggio dell'aeromobile, non c'è una chiara direzione del flusso del prodotto; invece, molte (e spesso ripetitive) attività vengono eseguite da lavoratori che si spostano attorno al prodotto. Ciò è dovuto a molte ragioni, tra cui: le dimensioni del prodotto, la durata del takt time (da 2 a 3 giorni per la maggior parte dei modelli), la ripetitività di molte attività che coinvolgono un numero limitato di competenze diverse. Inoltre, compiti diversi richiedono competenze diverse per essere eseguiti e quindi diversi tipi di lavoratori. Un altro problema che può verificarsi è che la consegna di alcuni materiali è in ritardo, quindi parte delle attività sono bloccate e non possono essere eseguite. Questo fatto è chiamato “resource disruption” (interruzione delle risorse). C'è la necessità di riequilibrare le attività tra i lavoratori disponibili al fine di minimizzare gli effetti di questo ritardo: significa compiere un'effettiva distribuzione dei compiti prima e dopo la consegna in ritardo del materiale. Dalle considerazioni precedenti, ha senso scrivere un modello che miri a ridurre al minimo il numero di lavoratori, per ciascuna tipologia di lavoratori, considerando i vincoli rappresentati tutte le altre necessità. Queste condizioni facilitano la descrizione di alcuni aspetti del FAL con equazioni tipiche del RCPSP (Resource-Constrained Project Scheduling Problem) piuttosto che con quelle dell'ALBP (Assembly Lines Balancing Problem). I modelli presentati in questa tesi mirano ad affrontare alcuni di questi problemi, con particolare attenzione al caso più generale, per cui è dimostrato che più istanze industriali possono essere risolte con successo con moderni software risolutori.