Discrete Simulation in Manufacturing - Example of use Technomatix e-Plant software

1. Prof.dr.sc. PREDRAG ĆOSIĆ Department of Industrial Enineering Discrete Simulation  in Manufacturing - Example of use Technomatix e-Plant  software Laboratory for Process Planning 2010/2011

2. PLM Product Lifecycle Management

3. Distribucija podataka unutar tvrtke Prodaja Financije Menadžment ERP systém Nemogućnost korišćenja i razmjene podataka koji nastaju u digitalnom formatu je često nepremostivi problem u komunikaciji Logistika Konstrukcija Proizvodnja Tehnologija

4. Introducing NX

5. Introducing Tecnomatix…

6. Introducing Teamcentar

7. POJAM SIMULACIJE Simulacija predstavlja alat poslovnog procesnog reinženjeringa koja omogućuje vizualizaciju, analizu, poboljšavanje i optimizaciju poslovnih procesa.

8. 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.

9. Stvaranje simulacije

10. 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.

11. 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 – vrijemepotrebno da se ostvari dodana vrijednost izratka

12. 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.

13. 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.

14. 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

15. . Simulacijski model : Primjer

16. Specifikacija operacija i vremena za dijelove Proračun opterećenosti strojeva 1800, 3600, 5400 sati Vremensko opterećenje strojeva Opterećenost strojeva Dio, stroj operacija, tpz, t1

17. 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.

18. 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....

19. 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

20. Sankey dijagram toka proizvoda kroz sustav

21. 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

22. Broj proizvedenih serija u prvom scenariju

23. SCENARIJ 2 • dodani su Tokarilica 21, Tokarilica 31, Tokariica 32, Tokarilica 51 i Bušilica 11 • izbačen je stroj Pila 2

24. 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 • .

25. Opterećenost strojeva nakon uvedene radne subote i nedjelje u 1. i 2. smjenu

26. 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.

27. Sankey dijagram toka materijala za pričvršćivač

28. 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.

29. 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

30. Vrijeme trajanja izrade serije od 5 komada uz simuliranje kvarova i bypass Vrijeme trajanja izrade serije od 5 komada uz simuliranje kvarova i bypass 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

31. 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

32. 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........