Transcript PTP_3_Kolokvij_PLM

Discrete Simulation in Manufacturing Example of use Technomatix e-Plant software
Laboratory for Process Planning
Prof.dr.sc. PREDRAG ĆOSIĆ
Department of Industrial Enineering
2010/2011
1
PLM Product Lifecycle Management
Distribucija podataka unutar tvrtke
Prodaja
Financije
Menadžment
Konstrukcija
Nemogućnost korišćenja i
razmjene podataka koji
nastaju u digitalnom formatu
je često nepremostivi
problem u komunikaciji
Tehnologija
Logistika
Proizvodnja
Introducing NX
Introducing Tecnomatix…
Introducing Teamcentar
POJAM SIMULACIJE
Simulacija predstavlja alat poslovnog procesnog reinženjeringa koja
omogućuje vizualizaciju, analizu, poboljšavanje i optimizaciju
poslovnih procesa.
TIPIČNI ZADACI SIMULACIJE U PROIZVODNJI
Tipična primjena uključuje:
• osmišljavanje organizacije rada te određivanje broja potrebnog osoblja i drugih
resursa,
• planiranje radnih vremena,
• određivanje prioriteta poslova i zadataka,
• izbor metoda rada,
• planiranje kapaciteta,
• određivanje veličine „šarži“,
• vremensko planiranje proizvodnje / pružanje usluga,
• poboljšanje produktivnosti i ukupne djelotvornosti,
• reduciranje vremena radnih ciklusa,
• smanjivanje troškova,
• analizu uskih grla i razloga kašnjenja ili sporog odvijanja usluga,
• tehnike analize troškova na osnovi aktivnosti i resursa.
Stvaranje simulacije
Osnovne faze relizacije projekta
simulacije neke organizacije:
• priprema snimanja radnih mjesta,
• snimanje stvarnog stanja i odvijanje toka rada po procesima i radnim mjestima
te prikupljanje troškovnih podataka,
• izrada modela procesa i organizacije toka rada,
• provjera modela i konačna izrada modela,
• simulacija na modelu radi utvrđivanja procesa i radnih tokova kod kojih su
potrebna ili moguća poboljšanja,
• pregled mogućih rješenja i njihova simulacija radi utvrđivanja optimalnih
rješenja,
• odabir optimalnih rješenja i njihova primjena.
Snimanje procesa i toka rada
• sadržaj aktivnosti,
• kapacitet (ulazni, izlazni),
• radna vremena aktivnosti,
• eventualna „šaržiranja“ (prije ili nakon aktivnosti),
• troškovi,
• value added time
• startni ciklus,
• efektno radno vrijeme (pauza, čekanje, prekidi i sl.),
• dostupnost,
• vrsta distribucije,
• funkcionalnost,
• operatori,
• varijable,
• posebni iskazi, itd.
• value added time – vrijeme potrebno da se ostvari dodana vrijednost izratka
Rezultati koji nastaju kao
posljedica simulacije
• dostupnost resursa u vremenu, kapacitet, broj ulaza u sustav, prosječna
vremena po inputu, prosječni brojevi sadržaja po resursima, maksimalni sadržaji
po resursima,,
• dostupnost aktivnosti u vremenu, kapacitet, broj ulaza u sustav, itd
prosječna vremena po inputu,
• korištenje nakon simulacije posebnih statističkih modula omogućava ne samo
deskriptivnu statistiku već i testiranje nezavisnosti i kumulaciju podataka za
potrebe analize intervala.
Izvješća tijekom realizacije projekta:
• Ispisani gantogram i Perthova karta poslovnih procesa i radnih tokova (
• Ispis modela i rezultata simulacije modela i prihvaćenih rješenja,
• Datoteke sa modelom, unošenje dopune , uvođenja novih usluga itd.
Softveri, programski paketi
C, Fortran, ALGOL, GPSS, GPSS, SIMSCRIPT, SIMULA i SLAM
• E – Plant
• Delmia PLM
• Proplanner
• Detektirati i eliminirati probleme u sustavu bez zastoja stvarnog sustava
• Minimizirati investicijske troškove proizvodnih linija bez ugrožavanja
kvalitete output-a
• Optimizirati performanse postojećih sustava poduzimajući
potrebne mjere koje su verificirane u simulacijskom modelu
• eM-Plant predstavlja planski alat za oblikovanje, simuliranje,
vizualizaciju i optimiranje proizvodnih sustava i procesa
.
Simulacijski model : Primjer
Veličina
Broj serija
Godišnja
serije [kom]
godišnje
količina [kom]
Brtvena čahura
250
40
10000
Kućište
50
20
1000
Kućište ležaja
200
50
10000
Matica
200
25
5000
Pločica
140
40
5600
Pričvršćivač
200
13
2600
Rotor pumpe
125
20
2500
Stezna čeljust
160
50
8000
Držač navojnog vretena
200
50
10000
Vratilo
200
50
10000
Naziv dijela
Specifikacija operacija i
vremena za dijelove
Dio, stroj operacija, tpz, t1
Proračun opterećenosti strojeva
1800, 3600, 5400 sati
Vremensko opterećenje strojeva
Opterećenost strojeva
Simulacija u eM-Plantu
ULAZ:
• proizvodi koji se izrađuju,
• pripremno-završna vremena,
• jedinična vremena (norme),
• zahtjevani godišnji broj proizvoda,
• broj serija,
• veličine serija,
•redosljed tehnoloških operacija za izradu pojedinih dijelova,
• strojevi na kojima se obrađuju pozicije u pojedinoj operaciji.
RAZRADA PRIMJERA
• diskretni, odnosno digitalni model sustava.
• komponente koje su povezane u cjelovit model
• razrađeni tehnološki procesi
•. za odabranih 10 proizvoda,, definirana je potrebna godišnja količina.
• analitičkim putem potreban broj strojeva (da bi se izradila zahtjevana
količina proizvoda u jednoj godini.)
• tri smjene, bez subote i nedjelje, ukupno radno vrijeme od 450 minuta po
smjeni i dnevni odmor od 30 minuta po smjeni.
• zastoji, odnosno greške na strojevima koje uzrokuju privremeni zastoj
stroja. – raspoloživost stroja.
• raspoloživost koja iznosi 95% i vrijeme za otklanjanje kvara) koje iznosi 1h.
Kao mogući uzroci zastoja pretpostavlja se sljedeće:
• lom alata,
• pogrešan obradak došao na stroj;
• obradak pogrešno obrađen u prethodnoj operaciji,
• pogrešna dokumentacija izdana,
• nepredviđeno redovno održavanje stroja,
• nepredviđeni kvar stroja, itd....
SCENARIJ 1
• izbaciti stroj Pila 2, te da se dodaju dvije tokarilice koje će rasteretiti stroj Tokarilica 3,
• jedna tokarilica koja će rasteretiti stroj Tokarilica 2,
• jedna tokarilica koja će rasteretiti stroj Tokarilica 5 i
• jedna bušilica koja će rasteretiti stroj Bušilica 1
Sankey dijagram toka
proizvoda kroz sustav
Opterećenje strojeva u
početnom scenariju 1
Pila 2 slabo opterećena
• Tamno plava polja - pauza u smjeni,
• svijetlo plava neradne dane subote i nedelje,
• smeđa udio pripremno-završnih vremena.
• žuta polja blokiran izlaz te on ne može poslati dio na iduću operaciju,
• crvena udio vremena -stroj pokvaren.
• siva polja, kada stroj čeka dio koji će se obrađivati na njemu
Broj proizvedenih serija
u prvom scenariju
SCENARIJ 2
• dodani su Tokarilica 21, Tokarilica 31, Tokariica 32, Tokarilica 51 i Bušilica 11
• izbačen je stroj Pila 2
Opterećenje strojeva u scenariju 2
• rasterećenje strojeva Tokarilica 2, Tokarilica 3 i Tokarilica 5
• strojevi manje čekaju na obradak
• tri smjene bez subote i nedjelje proizvede se 339 od 358
zahtijevanih serija , potrebno 460 dana
• prvu i drugu smijenu uvedu radne subote i nedjelje smjenu
realizirana proizvodnja
.
Opterećenost strojeva nakon uvedene radne
subote i nedjelje u 1. i 2. smjenu
Poremećaj planiranih aktivnosti
• Potvrda ulazne kontrole da se radi o totalno pogrešno isporučenom sirovom materijalu ,
• Pogrešno obrađen dio u nekoj od operacija tehnološkog procesa,
• Oštećenje obratka tokom internog transporta,
• Deformacije obratka usljed nepažnje te prevelikog unosa topline tokom zavarivanja,
• Neispravan NC program,
• Neočekivani kvar stroja,
• Zastoj zbog loma alata,
• Planer nije predvidio redovni remont stroja,
• Lansirana neodgovarajuća dokumentacija, itd.
• Pogrešno isporučen sirovi materijal – pogrešna šarža, pogrešni proizvođač,
nekontrolirana proizvodnja sirovog materijala, itd.
Sankey dijagram toka materijala za pričvršćivač
Gantogram bez pojave kvarova
prikaz u odnosu na resurse
Vrijeme trajanja izrade serije od 5 komada
prikaz u odnosu na proizvode
Crveno – prvi Pričvršćivač u seriji, ljubičasto – drugi, zeleno – treći, tirkizno – četvrti i
žuto – peti (zadnji) Pričvršćivač u seriji.
Gantogrami uz simuliranje kvarova
prikaz u odnosu na resurse
Prikaz u odnosu na resurse
Vrijeme trajanja izrade serije od 5
komada uz simuliranje kvarova
Prikaz u odnosu na proizvode
Crveno – prvi Pričvršćivač u seriji, ljubičasto – drugi, zeleno – treći, tirkizno – četvrti i žuto –
peti (zadnji) Pričvršćivač u seriji
Vrijeme trajanja izrade serije od 5 komada uz simuliranje kvarova i bypass
Simulacija kvarova i prebacivanje na drugi stroj
prikaz u odnosu na resurse
Vrijeme trajanja izrade serije od
5 komada uz simuliranje kvarova i bypass
prikaz u odnosu na proizvode
Gantogram sa fiktivnom operacijom
Crveno – prvi Pričvršćivač u seriji, ljubičasto – drugi, zeleno – treći, tirkizno – četvrti i žuto
– peti (zadnji) Pričvršćivač u seriji
Plavo – fiktivna operacija
Analiza rezultata
Kriterij za dane scenarije: završiti na zadano vrijeme zadanu količinu proizvoda
Razmatrana su samo rješenja: maks. korištenje vlastitih kapaciteta i organizacijski
pristup problemu (povećanje broja smjena, proglašavanje neradnih dana radnim i sl.).
Na danoj razini nije moguće zavrtiti model koji bi kombinirao različite pristupe te dao
optimizaciju po četiri kriterija – MINIMALNI CIKLUS, MINIMALNI TROŠKOVI I
VRIJEME IZRADE, MAKSIMALNI PROFIT): kombinacija vanjskih kooperanata,
korištenje više resursa (ali različite produktivnosti-klasični strojevi, CNC, strojevim s
pogonjenim alatima, više osi, automatska dobava materijala-dodavač šipki) i
organizacijski (više smjena, radni vikendi, prekovremeno).
Dakle, ako bi trebali uzeti i druge, istovremeno kriterije (minimalno vrijeme izrade,
minimalni ciklus izrade, minimalni troškovi i maksimalni profit, trebali bi imati
višekriterijalni matematički model koji bi uzeo istovremeno u obzir više kriterija, te bi
radio bi kompromisno rješenje uzimajući u obzir dane kriterija.
Dani scenariji su pojedinačni, kruti, i zavise samo o našem iskustvu i mašti........