Licentiate title: Design Process of Flexible Assembly Systems
Abstract
The understanding of the design process of flexible assembly systems is important to
be able to cope with increased variety in form of demand of new products, regional
requirements, and manufacturer’s need of differentiation. Flexible Assembly Systems
(FAS) play a critical role to respond to changing markets and increasing variety.
Different definitions of flexibility exist in literature and it is difficult to obtain a
unitary framework. Also recent studies consider it an unsolved problem to define the
needs of flexibility in quantitative terms.
The design of flexible assembly systems is a challenging task because it involves
interrelated subjects like material handling, flow configuration, as well as the solutions
for future changes and/or capacity adjustments. Consequently, research into the design
process of assembly systems reveals the importance of working in a systematic and
structured way in order to achieve better assembly systems in shorter time. The
assembly system design process concerns the procedure that guides the design work to
achieve an assembly system proposal. Even though there is extensive research work in
regard of flexibility, knowledge is limited when linked to the design process of
assembly systems.
The objective of this thesis is to study the relation between the design process of
assembly systems and flexible assembly systems in order to contribute to an increased
understanding of the design process of flexible assembly systems. The goal is to
support the development of working procedures that can lead to an effective flexible
assembly systems design process. Three research questions were formulated: what
characterises flexible assembly systems? How is flexibility considered during design
process of assembly systems?, and which are the conditions that circumscribe
assembly systems designs in relation to flexibility?
Four research studies are presented in the thesis. The results show that neither
technology nor human resources separately are synonyms with flexibility, a
combination of both characterises flexible assembly systems. Also, a score of
reconfigurability, considered as part of the design, was positively associated with the
flexibility score. In the studied processes, flexibility needs did not appear in a fix way.
On the contrary, it was found that flexibility needs appeared along the design process,
also during real evaluations of the concepts and the implementation. There are also
different conditions that circumscribe the design process of flexible assembly systems
such as requirements, problems and challenges.
Sammanfattning
Kunskap om designprocessen för flexibla monteringssystem är viktigt för att kunna
hantera ökad variation i form av efterfrågan på nya produkter, regionala krav och
industrins differentieringsbehov. Flexibilitet i monteringssystem har stor betydelse för
att svara upp mot föränderliga marknader och ökad variation. Det finns i litteraturen
olika definitioner på flexibilitet och det saknas enhetliga definitioner på hur vi ser på
flexibilitet. Forskningsstudier visar också att det är problem med att definiera behoven
av flexibilitet i kvantitativa termer.
Design av flexibla monteringssystem är en utmanande uppgift då det involverar olika
områden så som materialhantering, flödeskonfiguration liksom lösningar för att
hantera framtida förändringar eller kapacitetsjusteringar. Forskningsstudier av
designprocesser för monteringssystem inom industrin pekar på vikten av att arbeta på
ett systematiskt och strukturerat sätt för att uppnå bättre lösningar på kortare tid.
Designprocessen för monteringssystem berör procedurer som guidar designarbetet för
att nå fram till ett detaljerade förslag till monteringssystem. Även om det finns
omfattande forskning vad gäller flexibilitet är kunskapen begränsad när det kopplas till
designprocessen för monteringssystem.
Målet med den här avhandlingen är att öka kunskapen om relationen mellan
designprocessen av monteringssystem och flexibla monteringssystem. Målet är en
fördjupad förståelse för att stödja utvecklingen av metodik som kan leda till effektiva
designprocesser för flexibla monteringssystem. Tre forskningsfrågor har ställts: (1)
Vad karaktäriserar flexibla monteringssystem?, (2) Hur övervägs flexibilitet under
designprocessen av monteringssystem? (3) Vilka är förhållandena som omgärdar
designen av monteringssystem i relation till flexibilitet?
Fyra studier presenteras i avhandlingen. Resultat visar att varken teknologi eller
Personal, enskilt är synonyma med flexibilitet utan det är en kombination av båda som
karaktäriserar flexibla monteringssystem. En värdering av rekonfigurerbarhet,
betraktad som del av designen, var positivt relaterad till värdering av flexibilitet. I de
studerade processerna saknas en tydlig beslutspunkt för hur flexibilitet skall beaktas.
Tvärt om, studien visade att flexibilitet är av betydelse under flera tillfällen t.ex. även i
samband med faktisk utvärdering av koncept och under implementering. Det finns
olika förhållanden som påverkar designprocessen för flexibla monteringssystem så
som krav, problem och utmaningar.