Linija za montažu automobila Živi model

Vodite jednu smjenu na dijelu linije za završnu montažu vozila: pet stanica u nizu s malim bafer trakama između njih. Svaki zastoj se talasa gore-dolje po liniji, svaka greška se ili ispravi na stanici ili putuje dalje, a smjena ima proizvodni plan koji treba ispuniti.

Šta ćete naučiti

Simulator

Vrijeme 0 min
OEE 0,0% · Izlaz u odnosu na plan 100,0% · Nedovršena proizvodnja 13 · Pobjegle greške 0 · S1 Radi, S2 Radi, S3 Radi, S4 Radi, S5 RadiS1▶S2▶S3 ★▶S4▶S5▶3/33/31/31/3⚙ Protok 50,0 · Tempo u odnosu na takt 100% · Vrijeme proticanja kroz liniju 16 minOEE 0,0 % = raspoloživost 100,0 × učinak 0,0 × kvalitet 100,0📋 0 / 0 (100,0%) · ⚑ 0🔧 Jedinice koje čekaju u radionici za popravke 0 · ⚠ Pobjegle greške 0
  • Radi
  • Gladno (nema jedinice)
  • Blokirano (nema mjesta nizvodno)
  • U kvaru
  • Andon zaustavljanje
  • Jedinica u bafer traci

Kontrole

Postotak nazivne brzine. Brži ciklusi povećavaju proizvodnju — te stope kvarova i grešaka.

Jedinice koje svaka traka između stanica može primiti. Više razdvaja zastoje, ali povećava nedovršenu proizvodnju.

Svaki tehničar popravlja jednu stanicu; prvo se opslužuje usko grlo, a drugi tehničar ubrzava popravak.

Radnici zaustavljaju svoju stanicu da bi grešku otklonili odmah. To košta raspoloživosti — uključujući zastoje zbog odstupanja koja se pokažu bezazlenim — ali sprječava da greške putuju dalje.

Tim od troje ljudi jedan sat popravlja jedinice uhvaćene na testu na kraju linije, da bi mogle biti isporučene.

Pokazatelji

OEE
0,0%
kritično
Izlaz u odnosu na plan
100,0%
normalno
Pobjegle greške
0
normalno
Nedovršena proizvodnja
13
normalno
Raspoloživost100,0 %
Učinak0,0 %
Stopa kvaliteta100,0 %
Tempo u odnosu na takt100 %
Protok50,0 JPH
Jedinice ispred (+) / iza (−) plana0
Vrijeme proticanja kroz liniju16 min
Jedinice koje čekaju u radionici za popravke0
Radni sati po jedinici0,00 h
Stanice u kvaru0
Usko grlo miruje (gladno ili blokirano)0,0 %

Trend

OEE: — %100,00,0

Krizni scenariji

Nivo 1 · Zaštitite usko grlo tokom zastoja uzvodno

Plan: 50 jedinica na sat za četverosatnu polusmjenu. Stanica 3 je usko grlo linije, a u smjeni je samo jedan tehničar održavanja. Održavanje javlja da se istrošeni dio na stanici 2 — odmah ispred uskog grla — mora zamijeniti u 35. minuti: posao od 40 minuta za jednog tehničara.

  • Izlaz ≥ 101 % plana na kraju polusmjene
  • Usko grlo miruje ≤ 7 % vremena
  • Prosječna nedovršena proizvodnja ≤ 18 jedinica

Nivo 2 · Odstupanje kvaliteta na stanici za opremanje

Plan: 52 jedinice na sat za četverosatnu polusmjenu, a deset jedinica iz prošle smjene još čeka u radionici za popravke. Dvadeset minuta nakon početka na stanici 4 se pojavljuje problem s pričvršćivanjem: otprilike svaka osma jedinica izlazi s greškom. Završni test na kraju linije hvata većinu — ali ne sve.

  • Najviše 1 greška pobjegne do kupca
  • Izlaz ≥ 104 % plana na kraju (popravljene zaostale jedinice se računaju)
  • Najviše 3 jedinice ostaju u radionici za popravke
  • Prosječna nedovršena proizvodnja ≤ 16 jedinica

Nivo 3 · Skok potražnje

Linija radi na 80 % brzine za plan od 47 jedinica na sat. Dvadeset minuta nakon početka polusmjene prodaja podiže plan na 56 jedinica na sat — takt pada s oko 1,28 na 1,07 minuta, a usko grlo ne može pratiti pri 80 %. Prekovremeni rad nije dozvoljen.

  • Izlaz ≥ 102 % plana nakon dva sata
  • Izlaz ≥ 103 % plana na kraju polusmjene
  • Najviše 1 greška pobjegne do kupca
  • Prosječna nedovršena proizvodnja ≤ 20 jedinica

Osnova — model iza brojeva

Svaka relacija koju simulator koristi, s njenim izvorom. Konstante označene kao pretpostavke su ilustrativne kalibracije.

OEE množi raspoloživost, učinak i kvalitet, mjerene na uskom grlu; jednak je idealno vrijeme ciklusa × dobre jedinice ÷ planirano vrijeme.
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]Proizvod je jednak idealno vrijeme ciklusa × dobre jedinice ÷ planirano vrijeme samo dok je izlaz uskog grla jednak izlazu linije; jedinice koje su još između stanice 3 i kraja linije prave malu razliku.
Stanica prosljeđuje jedinicu samo ako u sljedećem baferu ima mjesta (inače je blokirana) i počinje samo ako u prethodnom baferu ima jedinica (inače je gladna).
station i: cycle = c_i / v; moves on iff buffer_i < K (else blocked); starts iff buffer_{i−1} > 0 (else starved)[3][4]
Linija nikad ne može raditi brže od svoje najsporije stanice; takt je raspoloživo vrijeme podijeljeno potražnjom.
r_line ≤ r_b = v / max_i c_i; takt = available time / demand = 60 / plan [min/unit][5][7]
Naprezanje brzinom: gubici izazvani brzinom rastu bez ograničenja kako se linija približava granici svoje opreme i radnika (105 % nazivne brzine).
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 %)Pretpostavka: vremena ciklusa, vremena kvarova i popravki, stope grešaka i lažnih zaustavljanja, zakon naprezanja brzinom i veličine timova su ilustrativne vrijednosti, a ne podaci iz stvarne fabrike.
Stanice se kvare samo dok rade, i to češće što je linija bliže svojoj granici; vrijeme popravke se skraćuje kad se pridruži drugi tehničar.
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]Pretpostavka: vremena ciklusa, vremena kvarova i popravki, stope grešaka i lažnih zaustavljanja, zakon naprezanja brzinom i veličine timova su ilustrativne vrijednosti, a ne podaci iz stvarne fabrike.
Greške rastu još strmije s brzinom nego kvarovi. Uz andon većina grešaka se uhvati i otkloni na stanici, uz cijenu kratkih zastoja (neki su lažni alarmi); inače završni test na kraju linije uhvati dio, a ostatak pobjegne.
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]Pretpostavka: vremena ciklusa, vremena kvarova i popravki, stope grešaka i lažnih zaustavljanja, zakon naprezanja brzinom i veličine timova su ilustrativne vrijednosti, a ne podaci iz stvarne fabrike.
Littleov zakon: prosječno vrijeme kroz liniju jednako je nedovršenoj proizvodnji podijeljenoj protokom.
lead time W = WIP / throughput (L = λW)[6][5]
Ostale pogonske konstante koje model koristi.
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 minPretpostavka: vremena ciklusa, vremena kvarova i popravki, stope grešaka i lažnih zaustavljanja, zakon naprezanja brzinom i veličine timova su ilustrativne vrijednosti, a ne podaci iz stvarne fabrike.

Nasumičnost: mulberry32 generator sa seedom; korištene raspodjele — uniformna, eksponencijalna (inverzna CDF), normalna (Box–Muller), Poissonova (Knuth). Seed se prikazuje i može se dijeliti.

Izvori

  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

Ko se time bavi profesionalno

Edukativni model — nije za operativne odluke. Stvarni objekti kalibriraju svaku konstantu prema vlastitoj opremi i podacima.