Лінія зборкі аўтамабіляў Жывая мадэль

Вы вядзяце адну змену на ўчастку канчатковай зборачнай лініі аўтамабіляў: пяць станцый паслядоўна з невялікімі буфернымі дарожкамі паміж імі. Кожны прастой адгукаецца ўверх і ўніз па лініі, кожны дэфект альбо выпраўляецца на станцыі, альбо ідзе далей, і ў змены ёсць вытворчы план.

Чаму вы навучыцеся

Сімулятар

Час 0 хв
OEE 0,0% · Выпуск да плана 100,0% · Незавершаная вытворчасць 13 · Уцёкшыя дэфекты 0 · S1 Працуе, S2 Працуе, S3 Працуе, S4 Працуе, S5 ПрацуеS1▶S2▶S3 ★▶S4▶S5▶3/33/31/31/3⚙ Прапускная здольнасць 50,0 · Тэмп да такту 100% · Час праходжання праз лінію 16 хвOEE 0,0 % = гатоўнасць 100,0 × прадукцыйнасць 0,0 × якасць 100,0📋 0 / 0 (100,0%) · ⚑ 0🔧 Адзінкі ў чарзе на рамонтным участку 0 · ⚠ Уцёкшыя дэфекты 0
  • Працуе
  • Галадае (няма адзінкі)
  • Заблакавана (няма месца ніжэй)
  • Паломка
  • Спыненне па андоне
  • Адзінка ў буфернай дарожцы

Кіраванне

Працэнт ад намінальнай хуткасці. Хутчэйшыя цыклы павялічваюць выпуск — і частату паломак і дэфектаў.

Колькі адзінак можа ўтрымаць кожная дарожка паміж станцыямі. Больш — аддзяляе прастоі адзін ад аднаго, але павялічвае незавершаную вытворчасць.

Кожны тэхнік рамантуе адну станцыю; спачатку абслугоўваецца вузкае месца, другі тэхнік паскарае рамонт.

Аператары спыняюць сваю станцыю, каб выправіць дэфект на месцы. Гэта каштуе часу працы — уключна са спынкамі праз адхіленні, якія аказваюцца бяскрыўднымі — але не дае дэфектам ісці далей.

Брыгада з трох чалавек гадзіну рамантуе адзінкі, выяўленыя на канцавым тэсце лініі, каб іх можна было адгрузіць.

Паказчыкі

OEE
0,0%
крытычна
Выпуск да плана
100,0%
норма
Уцёкшыя дэфекты
0
норма
Незавершаная вытворчасць
13
норма
Гатоўнасць100,0 %
Прадукцыйнасць0,0 %
Узровень якасці100,0 %
Тэмп да такту100 %
Прапускная здольнасць50,0 JPH
Адзінкі наперадзе (+) / ззаду (−) плана0
Час праходжання праз лінію16 min
Адзінкі ў чарзе на рамонтным участку0
Працоўных гадзін на адзінку0,00 h
Станцыі ў прастоі0
Вузкае месца прастойвае (галадае або заблакавана)0,0 %

Тэндэнцыя

OEE: — %100,00,0

Крызісныя сцэнарыі

Узровень 1 · Абараніце вузкае месца падчас спынкі наперадзе

План: 50 адзінак за гадзіну на чатырохгадзінную паўзмену. Станцыя 3 — вузкае месца лініі, а ў змене ёсць толькі адзін тэхнік па абслугоўванні. Абслугоўванне паведамляе, што зношаную дэталь на станцыі 2 — якраз перад вузкім месцам — трэба замяніць на 35-й хвіліне: работа на 40 хвілін для аднаго тэхніка.

  • Выпуск ≥ 101 % ад плана ў канцы паўзмены
  • Вузкае месца прастойвае ≤ 7 % часу
  • Сярэдняя незавершаная вытворчасць ≤ 18 адзінак

Узровень 2 · Адхіленне якасці на станцыі аздаблення

План: 52 адзінкі за гадзіну на чатырохгадзінную паўзмену, а дзесяць адзінак з мінулай змены ўсё яшчэ чакаюць на рамонтным участку. Праз дваццаць хвілін на станцыі 4 узнікае праблема з мацаваннем: прыкладна кожная восьмая адзінка выходзіць з дэфектам. Канчатковы тэст у канцы лініі лавіць большасць з іх — але не ўсе.

  • Не больш за 1 дэфект даходзіць да кліента
  • Выпуск ≥ 104 % ад плана ў канцы (адрамантаваныя адзінкі з назапашанага ўлічваюцца)
  • На рамонтным участку застаецца не болей за 3 адзінкі
  • Сярэдняя незавершаная вытворчасць ≤ 16 адзінак

Узровень 3 · Рэзкі рост попыту

Лінія працуе на 80 % хуткасці для плана ў 47 адзінак за гадзіну. Праз дваццаць хвілін паўзмены аддзел продажаў падымае план да 56 адзінак за гадзіну — такт падае прыкладна з 1,28 да 1,07 хвіліны, а вузкае месца не паспявае пры 80 %. Звышурочныя не дазволены.

  • Выпуск ≥ 102 % ад плана праз дзве гадзіны
  • Выпуск ≥ 103 % ад плана ў канцы паўзмены
  • Да заказчыка ўцякае не болей за 1 дэфект
  • Сярэдняя незавершаная вытворчасць ≤ 20 адзінак

Аснова — мадэль за лічбамі

Кожнае суадносіна, якое выкарыстоўвае сімулятар, з яго крыніцай. Пастаянныя, пазначаныя як дапушчэнні, — ілюстрацыйныя каліброўкі.

OEE перамнажае гатоўнасць, прадукцыйнасць і якасць, вымераныя на вузкім месцы; ён роўны ідэальны час цыклу × прыдатныя адзінкі ÷ плануемы час.
OEE = A × P × Q; A = (T_plan − T_stop)/T_plan, P = CT_ideal · N_bn / (T_plan − T_stop), Q = N_first-pass / N_out; OEE = CT_ideal · N_good / T_plan when N_bn = N_out[1][2]Здабытак роўны ідэальны час цыклу × прыдатныя адзінкі ÷ плануемы час толькі пакуль выпуск вузкага месца роўны выпуску лініі; адзінкі, што яшчэ знаходзяцца паміж станцыяй 3 і канцом лініі, даюць невялікую розніцу.
Станцыя перадае адзінку далей, толькі калі ў наступным буферы ёсць месца (інакш яна заблакавана), і пачынае, толькі калі ў папярэднім буферы ёсць адзінка (інакш яна галадае).
station i: cycle = c_i / v; moves on iff buffer_i < K (else blocked); starts iff buffer_{i−1} > 0 (else starved)[3][4]
Лінія ніколі не можа працаваць хутчэй за самую марудную станцыю; такт — гэта даступны час, падзелены на попыт.
r_line ≤ r_b = v / max_i c_i; takt = available time / demand = 60 / plan [min/unit][5][7]
Нагрузка ад хуткасці: страты, выкліканыя хуткасцю, растуць без абмежавання, калі лінія набліжаецца да мяжы свайго абсталявання і аператараў (105 % ад намінальнай хуткасці).
σ_n(v) = ((1.05 − 0.85) / (1.05 − v))^n (σ = 1 at 85 %; σ_1: 2× at 95 %, 4× at 100 %; σ_2: 4× at 95 %, 16× at 100 %)Дапушчэнне: часы цыклу, часы паломак і рамонтаў, узроўні дэфектаў і ілжывых спынкаў, закон нагрузкі ад хуткасці і памеры брыгад — ілюстрацыйныя значэнні, а не даныя рэальнага завода.
Станцыі ламаюцца толькі падчас працы, і тым часцей, чым бліжэй лінія працуе да сваёй мяжы; час рамонту скарачаецца, калі далучаецца другі тэхнік.
P(fail in Δt) = 1 − exp(−λ_i · t_work), λ_i = σ_1(v) / MTBF_i; repair work ~ Erlang-3(mean MTTR_i), done at rate 1 + 0.6·(n−1), n ≤ 2[4][1]Дапушчэнне: часы цыклу, часы паломак і рамонтаў, узроўні дэфектаў і ілжывых спынкаў, закон нагрузкі ад хуткасці і памеры брыгад — ілюстрацыйныя значэнні, а не даныя рэальнага завода.
Дэфекты растуць з хуткасцю яшчэ круцей, чым паломкі. З андонам большасць дэфектаў лавіцца і выпраўляецца на станцыі коштам кароткіх спынкаў (некаторыя з іх — ілжывыя трывогі); інакш канчатковы тэст у канцы лініі лавіць частку, а астатнія ўцякаюць.
p_i = p0_i · σ_2(v) (+0.12 excursion at S4); andon: detect 90 %, stop 1.5 min, fix; false stops 0.3 % · σ_2(v) per unit and station; end-of-line test catches 70 %[7][1]Дапушчэнне: часы цыклу, часы паломак і рамонтаў, узроўні дэфектаў і ілжывых спынкаў, закон нагрузкі ад хуткасці і памеры брыгад — ілюстрацыйныя значэнні, а не даныя рэальнага завода.
Закон Літла: сярэдні час праходжання праз лінію роўны незавершанай вытворчасці, падзеленай на прапускную здольнасць.
lead time W = WIP / throughput (L = λW)[6][5]
Іншыя вытворчыя канстанты, якія выкарыстоўвае мадэль.
cycle c = 0.62/0.64/0.90/0.75/0.72 min at rated speed (S3 = bottleneck) · MTBF 120/100/200/110/150 min of work, MTTR 4/4/3/4/3 min at 85 % speed · S2 part replacement 40 technician-min · p0 = 0.15/0.15/0.2/0.2/0.05 % per unit · excursion contained after 3 andon pulls or 15 units caught at test · rework 4 min/unit, team of 3 for 1 h per call · 40 line operators · moving averages over 30 minДапушчэнне: часы цыклу, часы паломак і рамонтаў, узроўні дэфектаў і ілжывых спынкаў, закон нагрузкі ад хуткасці і памеры брыгад — ілюстрацыйныя значэнні, а не даныя рэальнага завода.

Выпадковасць: генератар mulberry32 з seed; выкарыстаныя размеркаванні — раўнамернае, экспаненцыяльнае (адваротная CDF), нармальнае (Box–Muller), Пуасона (Knuth). Seed паказваецца і яго можна перадаваць.

Крыніцы

  1. S. Nakajima — Introduction to TPM: Total Productive Maintenance (OEE = availability × performance × quality; six big losses) — Productivity Press, 1988
  2. ISO 22400-2:2014 — Automation systems and integration — KPIs for manufacturing operations management — Part 2: Definitions and descriptions (availability, effectiveness, quality ratio, OEE index) — ISO, 2014
  3. J. A. Buzacott, J. G. Shanthikumar — Stochastic Models of Manufacturing Systems (flow lines with finite buffers, blocking, starvation) — Prentice Hall, 1993
  4. Y. Dallery, S. B. Gershwin — Manufacturing flow line systems: a review of models and analytical results (operation-dependent failures, blocking after service) — Queueing Systems 12, 1992
  5. W. J. Hopp, M. L. Spearman — Factory Physics, 3rd ed. (bottleneck rate, variability buffering, Little’s law) — Waveland Press, 2011
  6. J. D. C. Little — A Proof for the Queuing Formula L = λW — Operations Research 9(3), 1961
  7. T. Ohno — Toyota Production System: Beyond Large-Scale Production (jidoka, stopping the line on abnormalities, takt) — Productivity Press, 1988

Хто гэтым займаецца па прафесіі

Навучальная мадэль — не для аперацыйных рашэнняў. Рэальныя аб'екты каліброўваюць кожную пастаянную пад сваё абсталяванне і даныя.