Innovative methods and software tools for enhancing assembly line efficiency

In questa tesi vengono presentate le attività svolte durante gli studi di dottorato. La ricerca si è concentrata principalmente sullo sviluppo di metodi e strumenti software innovativi per migliorare l'efficienza delle linee di montaggio. Il lavoro di dottorato deriva da uno studio approfondito del processo di montaggio, un business strategico di valore, da cui dipende la competitività di molte delle industrie manifatturiere. La gestione e il bilanciamento delle linee di montaggio è attualmente uno dei temi di ricerca più sfidanti. In effetti, oggigiorno, il mercato così dinamico, globale e competitivo impone numerose sfide e rischi da affrontare per le aziende nel soddisfare contemporaneamente i bisogni dei clienti, le politiche ambientali, le esigenze ergonomiche dei lavoratori e gli obiettivi di profitto. È pertanto necessario sviluppare strumenti innovativi per migliorare l'efficienza delle linee di montaggio, soprattutto attraverso sistemi informatici che si allineino con l'attuale tendenza di trasformazione digitale promossa da Industry 4.0, la quarta rivoluzione industriale. Lo scopo principale dell'attività condotta durante il dottorato di ricerca è stato quello di creare un'interazione concreta tra il campo accademico e la realtà industriale, sviluppando metodi, concetti e strumenti che sostengano il processo di montaggio nei suoi svariati importanti aspetti, incluso lo smontaggio, così da coprire meglio l'argomento. Per tutti gli strumenti innovativi proposti, sono stati testati casi reali di studio, in modo da rendere possibile il trasferimento di concetti validi dalla ricerca accademica all'industria. In this dissertation, the activities carried out during the PhD studies are presented. The research mainly focused on the development of innovative methods and software tools for enhancing the efficiency of assembly lines. The doctoral work comes from an in-depth study of the assembly process, a value-creating strategic business, on which the competitiveness of many manufacturing industries depends. Assembly line management and balancing is one of the most challenging research topics nowadays. Actually, the current dynamic, global and competitive environment imposes several challenges to face and risks for companies in meeting customers’ requirements, environmental policies, workers’ ergonomic needs and profit targets. It is, therefore, necessary to develop innovative tools for enhancing the efficiency of assembly lines, especially through information systems aligned with the current trend of digital transformation promoted by Industry 4.0, the fourth industrial revolution. The main purpose of the PhD research activity was to create a concrete interaction between the academic field and the industrial reality, by developing methods, concepts and tools supporting the assembly process on its various important aspects, also including disassembly, trying to best cover the topic. Real case studies were tested for all the proposed innovative tools, so as to make the transfer of validated concepts from academic research to industry possible.