Literature Review and Statistical Analysis of Assembly Line Characteristics in Assembly System Design

Abstract

Monteringslinjer er kostnadseffektive produksjonssystemer som setter sammen deler til ferdige produkter. På grunn av endring i kundemønster tvinges flere monteringslinjer til å tilpasse seg, fra masseproduksjon av enkeltprodukter til fleksible og effektive systemer kapable til å tilpasse seg endringer. Mye forskning har blitt gjort på optimalisering og design av slike monteringslinjer. Likevel dokumenterer eksisterende litteraturstudier at det er store hull i overgangen mellom forskningsartikler og faktiske systemer i den virkelige verden. Eksisterende litteraturstudier fokuserer på utvikling av metoder for problemløsning og kvalitative analyser. Omtrent all forskning handler i tillegg om balansering av monteringslinjer. Denne studien byr på en ny vinkling på litteraturstudien, med en kvantitativ og statistisk vinkling på flere problemer innen design og optimalisering av monteringslinjer. Problemene som diskuteres er sekvensering av monteringen, plassering av mellomlagringsstasjoner, linje balansering, sekvensering av ulike modeller, planlegging og fordele oppgaver mellom flere alternative stasjoner og distribuering av arbeidere. Men likevel er hovedvinklingen på studien rettet mot karakteristikker av ulike linjetyper, i motsetning til andre studier som fokuserer på utvikling av metoder for problemløsning. I tillegg til en ny litteraturstudie på nylig publiserte artikler blir en detaljert liste med kategorisert litteratur produsert. Analyser av denne kategoriserte litteraturlisten viser tydelig hvilke linje karakteristikker som anvendes mest i forskning. Analysen gir en lett forståelig og visuell oversikt over forskningsområdene og hvilke områder som fokuseres på. Den viser hvilke kombinasjoner av spesielle linjekarakteristikker som anvendes i størst grad og hvilke kombinasjoner som ikke anvendes. Det blir tydelig at de fleste anvender flere forenklende antagelser, slik som deterministiske prosesseringstider, kun en produktmodell og linjer med jevn og konstant flyt av materialer. Andre realistiske antagelser, slik som sekvens avhengig prosesseringstider, sekvens avhengig omstillingstider og tids tap ved forflytting av materialer mellom stasjoner avhengig av hvilken stasjon som velges, blir i svært liten grad anvendt i forskning.

Assembly lines are cost efficient production systems that assemble parts into final products. Due to changes in customer demands towards higher degree of customized products most assembly systems are forced to adapt from rigid mass production systems towards flexible and efficient systems capable of adapting to the changes in demand. Extensive research has been conducted on designing of efficient assembly lines and optimization methods. Yet, existing literature reviews document big gaps between the research field and practitioners in real world assembly plants. Existing literature reviews are focused on method development and qualitative analysis. Almost all research is also focused on assembly line balancing. This research offers a new angle on the literature review, with a quantitative statistical angling on several problems within assembly system design. The problems discussed include assembly sequencing, assembly line balancing, buffer allocation, mixed-model sequencing, assembly scheduling and worker assignment. However, the main aspect considered is line characteristics, in contrast to other reviews that focus on methods for problem solving. In addition to literature review of recent publications on the field, detailed categorization is conducted, highlighting the characteristics of the assembly lines considered. A statistical analysis gives a simple and non complicated visual overview of the research, and what the state of research is today. This new approach clearly shows the simplifying assumptions used by researchers and what combination of characteristics that is most frequently used and which that are not. The data can be used for direct comparison with surveys on real world problems, to further distinguish the differences. The result shows that deterministic task times, paced work flow and single model assembly is commonly applied in research. Further, realistic features such as sequence dependent setup times, sequence dependent task times and transfer times between different stations are mostly ignored in research.