Escudero Santana, Alejandro2024-11-262024-11-262024-09-05Muñoz Díaz, M.L. (2024). Análisis, modelado y mejora del sistema productivo de torres eólicas. (Tesis Doctoral Inédita). Universidad de Sevilla, Sevilla.https://hdl.handle.net/11441/164892Esta tesis aborda un problema de planificación de la producción para una única estación en el contexto de la fabricación de torres eólicas. Para ello, en primer lugar, se introduce el cambio climático y el papel crucial que representan las energías renovables en su mitigación. Entre estas energías, se destaca la energía eólica y la importancia de las estructuras tubulares que sostienen y dan altura al rotor y las palas en cada una de ellas. Estas estructuras son las conocidas como torres eólicas, cuyo proceso productivo, que ha inspirado esta tesis, también es descrito. Después de esto, se introduce el concepto de smart factories. En este contexto, se presentan las tecnologías clave de la Industria 4.0 y se expone la metodología utilizada para diseñar un marco conceptual que oriente la transición hacia la smart factory. Esta metodología se detalla mientras se presenta simultáneamente el marco conceptual propuesto para una fábrica de torres eólicas. A continuación, se expone el estado del arte principal del trabajo. En él se aborda la planificación de la producción y se destaca la relevancia de los avances en esta área para una única estación. Se ofrecen los entornos más ampliamente modelados y se realiza una exhaustiva revisión de la literatura, abarcando veintinueve artículos que presentan treinta modelos matemáticos MILP (Programación Lineal Entera Mixta) para problemas de planificación de la producción de una única estación. Además, en este estado del arte se presentan las metodologías más utilizadas para la resolución de este tipo de problemas, que incluyen enfoques exactos, heurísticos y metaheurísticos. Posteriormente, se presenta el primer problema abordado en esta tesis. En este se proponen dos modelos matemáticos MILP para resolver exactamente el mismo problema, uno de ellos enfocado en el tiempo de manera continua y el otro utilizando un enfoque discreto. Esta elección metodológica surge de la ausencia, en los veintinueve artículos previamente revisados, de una comparación entre el rendimiento de ambas opciones para este tipo de entornos. Estos modelos son sometidos a experimentación utilizando una base de datos que incluye tres configuraciones distintas de máquinas y cuatro tamaños de problema. A continuación, se aborda el segundo problema en esta tesis, que surge del análisis del sistema real de la fábrica de torres eólicas. Este estudio condujo a la identificación de una característica que hasta el momento no había sido examinada en la literatura, la existencia de máquinas de apoyo junto con las máquinas principales. Estas máquinas de apoyo tienen la capacidad de llevar a cabo las mismas actividades productivas que las máquinas principales, pero no pueden completar esas tareas al 100%, por lo que se pueden utilizar para comenzar tareas y, una vez se alcance el límite de su capacidad, enviarlas semiacabadas a una de las máquinas principales. Este problema es identificado y situado en el contexto de la literatura, definiéndose como R-PSM|prec,S_(i,j) |C_max. Además, se presenta su modelo MILP para su completa caracterización. Una vez definido, se presentan tres metodologías de resolución. En primer lugar, se incluyen dos metaheurísticas ampliamente utilizadas en este contexto: la búsqueda tabú y el recocido simulado. La tercera metodología es una heurística constructiva desarrollada específicamente para el problema particular de esta fábrica. Esta heurística se basa en gran medida en la metodología actualmente empleada en la fábrica para la planificación de la producción, con el objetivo de mejorar esta técnica y compararla con otras metodologías disponibles. Estas tres metodologías son sometidas a una experimentación rigurosa que abarca cuatro tamaños diferentes de problemas, ocho combinaciones de máquinas para cada tamaño y cinco instancias para cada combinación. Además, en el caso de las metodologías con componentes aleatorios, se ejecutó cada una de esas instancias diez veces.application/pdf185 p.spaAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccess