Industry 4.0 - information systems implementation for industrial processes support and optimization

The fourth Industrial revolution is the digital transformation of manufacturing, which incorporates the association of Industrial and Operational Technology, Big Data analysis and organization, coordination between Sensors plus Actuators with Robotics, leading to the Artificial Intelligence. This revolution will also decentralize manufacturing in a smart way, with self-optimization systems and the digital supply chain. One of the fields associated with the new trend of digitization is the Document Management Systems (DMS). The main goal of DMS is to achieve different types of systems which will optimize the operator’s self-decision, increasing productivity and subsequently decreasing cost. One of the biggest problems in all industry is the excess amount of paper produced, which lead to a tremendous decentralized cost. The present work fits in the company's strategy for a more sustainable environment being an initial positive driver of Industry 4.0 implementation. This thesis was supported by the development of two Information Systems (IS), during an internship at Toyota Caetano Portugal, S.A. The systems were developed to reduce waste and increase productivity, through better decision-making. Reducing the action time and provide a faster maintenance were also intended. Two projects were made, one to optimize the material's order and return processes and another for database maintenance and organization. The first project’s main goal was time optimization of the entire materials requirement process from the warehouse, to satisfy the line production needs and reduce paper. Therefore, a DMS was created, providing a better organized way for all process workflow. As a result of this IS implementation, a reduction of 4538 paper sheet consumption per year and time execution process optimization from the stakeholders, 0,10€ and 2,09€ per unit produced respectively, were gained. The maintenance of the logistic database from the Land Cruiser 70 (LC70) produced in the factory was the second project’s main goal. Then a DMS for decision support was developed, which allowed the user to add, edit, duplicate, delete and search every data needed in a faster and more flexible way. The user had also access to the respective image of each selected item for an accurate identification and better decision making. The IS implemented had positive results, by reducing the time decision making, from 65 to 38 minutes, which meant a cost reduction of 1,61€ per unit built, and an efficiency of 42% by providing a faster access to information due to organized structure.A quarta revolução industrial é a transformação digital da manufatura, que incorpora a tecnologia industrial e operacional, análise de dados e organização, coordenação entre sensores e atuadores associados à robótica, levando à inteligência artificial. Esta revolução também descentralizará o processo de produção de forma inteligente, com sistemas de automatização de cadeias de abastecimentos. Um dos campos associados à nova tendência da digitalização são os Sistemas de Gestão Documental. O principal objetivo destes sistemas, passa pela otimização do suporte de decisão e melhor organização da informação. Um dos maiores problemas no ramo industrial é o elevado custo descentralizado, causado pelo excesso de produção de papel. O presente trabalho enquadra-se na estratégia da empresa para um ambiente mais sustentável sendo um impulsionador inicial para a Indústria 4.0. Esta tese teve como base, o desenvolvimento de dois Sistemas de Informação, durante um estágio curricular na Toyota Caetano Portugal, S.A. Os sistemas foram desenvolvidos para otimizar a tomada de decisão, levando ao aumento de produtividade, bem como a gestão documental associada. Otimizações foram feitas em todo o processo de requisição e devolução de material ao armazém geral. Por outro lado, a monitorização, manutenção e a rápida tomada de decisão foram os principais pilares do segundo sistema desenvolvido. As otimizações realizadas,transformaram de forma simples e ágil, todo o processo do ponto de vista documental. Permitiu ainda um melhor rastreamento de toda a informação, bem como a sua mais rápida acessibilidade. O principal objetivo da criação do primeiro sistema esteve assente na otimização do tempo do processo de todo o fluxo, para mais rapidamente satisfazer as necessidades da linha da produção e consequentemente eliminar todo o desperdício associado. Como resultado, o consumo de papel e do tempo de execução do processo foi reduzido, tendo existido um ganho de 0, 10 € e 2, 09 € por unidade produzida, respetivamente. Assim, 4538 folhas gastas anualmente foram eliminadas do processo. A manutenção da base de dados dos componentes pertencentes ao Land Cruiser 70 Series (LC70), produzido na fábrica, foi o principal objetivo do segundo sistema implementado. À semelhança do anterior, a gestão documental para suporte à tomada de decisão foi o principal conceito adjacente no seu desenvolvimento. Após implementação, foi permitido ao utilizador adicionar, editar, duplicar, excluir e pesquisar todos os dados necessários de forma rápida e flexível. A redução do tempo de tomado decisão, bem como a manutenção da base de dados, permitiu uma otimização de 27 minutos, ou seja 42% de eficiência, levando a uma redução de custos de 1, 61 € por a unidade produzida