Högskolan i Skövde

In industry, simulation software is used to simulate production, making it possible to predict events in production, calculate times and plan production, even in the early phases of the production development process. Software known as digital human modelling (DHM) tools can also be used to simulate humans working in production. When simulating digital human models, ergonomics evaluations can be carried out to assess whether workstation designs offer appropriate ergonomic conditions for the workers. However, simulations performed to predict and plan production are usually done separately from the human simulations performed to evaluate ergonomics. This can lead to suboptimal solutions in which a factory is optimized to improve either productivity or ergonomics. This thesis outlines the hypothesis that more optimal solutions for workstation design, layout and line balancing can be obtained in simulations by optimizing productivity and ergonomic factors simultaneously instead of considering them separately. Hence, the aim is to carry out research on the development of a simulation-based multi-objective optimization method for productivity and ergonomic factors and to realize the method as a software tool in order to test and communicate it. From an application and societal-impact perspective, the overall objective is to offer a new approach for designing production systems that focuses on both over-all system performance and the well-being of workers, reduces the effort of engineers and helps industry create more productive and sustainable workspaces.

Simuleringsverktyg används i industrin för att simulera produktion. Det gör det möjligt att förutsäga händelser, uppskatta tider och planera produktionen, även i tidiga stadier av produktionsutvecklingsprocessen. På motsvarande vis används ergonomisimuleringsverktyg för att simulera människor som arbetar i produktionen. Ergonomisimulering kan till exempel utföras för att bedöma om utformningen av arbetsstationen erbjuder lämpliga ergonomiska förhållanden för arbetarna. Emellertid görs produktionssimuleringar vanligtvis separat från ergonomisimuleringar. Det kan leda till bristfälliga lösningar där en fabrik är optimerad för att förbättra antingen produktivitet eller ergonomi. Denna avhandling utgår från hypotesen att mer optimala lösningar för arbetsstationsutformning, layout och linje-balansering kan uppnås i simuleringar genom att samtidigt optimera produktivitetsfaktorer och ergonomiska faktorer istället för att beakta dem separat. Målet är därför att utforska utvecklingen av en simulerings- och flermålsbaserad optimeringsmetod för produktivitetsfaktorer och ergonomiska faktorer och att realisera metoden som ett mjukvaruverktyg för att testa och beskriva den. Ur ett tillämpnings- och samhällspåverkansperspektiv är det övergripande målet att erbjuda ett nytt tillvägagångssätt för att utforma produktionssystem som fokuserar på både systemprestanda och människans välbefinnande, som stödjer ingenjörer i deras dagliga arbete för att hitta goda lösningar, och hjälper industrin att skapa mer produktiva och hållbara arbetsplatser.