Bilsamlelinje Live-model

Du kører ét skift på et stykke af en slutmonteringslinje for køretøjer: fem stationer i serie med små bufferbaner imellem. Hvert stop forplanter sig op og ned ad linjen, hver fejl rettes enten ved stationen eller rejser videre, og skiftet har en produktionsplan at nå.

Det lærer du

Simulator

Tid 0 min
OEE 0,0% · Output i forhold til plan 100,0% · Igangværende arbejde 13 · Undslupne fejl 0 · S1 Arbejder, S2 Arbejder, S3 Arbejder, S4 Arbejder, S5 ArbejderS1▶S2▶S3 ★▶S4▶S5▶3/33/31/31/3⚙ Gennemløb 50,0 · Tempo i forhold til takt 100% · Gennemløbstid i linjen 16 minOEE 0,0 % = tilgængelighed 100,0 × ydelse 0,0 × kvalitet 100,0📋 0 / 0 (100,0%) · ⚑ 0🔧 Enheder, der venter i reparationsbåsen 0 · ⚠ Undslupne fejl 0
  • Arbejder
  • Sulten (ingen enhed)
  • Blokeret (ingen plads nedstrøms)
  • Gået i stå
  • Andon-stop
  • Enhed i en bufferbane

Betjening

Procent af den nominelle hastighed. Hurtigere cyklusser øger output — og nedbruds- og fejlraterne.

Antal enheder, hver bane mellem stationer kan rumme. Mere afkobler stop, men øger igangværende arbejde.

Hver tekniker reparerer én station; flaskehalsen betjenes først, en anden tekniker gør en reparation hurtigere.

Operatørerne stopper deres station for at rette en fejl på stedet. Det koster oppetid — også stop for afvigelser, der viser sig at være harmløse — men forhindrer, at fejl rejser videre.

Et hold på tre reparerer i én time enheder, der er fanget ved slutprøvningen, så de kan sendes af sted.

Indikatorer

OEE
0,0%
kritisk
Output i forhold til plan
100,0%
normal
Undslupne fejl
0
normal
Igangværende arbejde
13
normal
Tilgængelighed100,0 %
Ydelse0,0 %
Kvalitetsrate100,0 %
Tempo i forhold til takt100 %
Gennemløb50,0 JPH
Enheder foran (+) / bagud (−) i forhold til plan0
Gennemløbstid i linjen16 min
Enheder, der venter i reparationsbåsen0
Arbejdstimer pr. enhed0,00 h
Stationer nede0
Flaskehals ledig (sulten eller blokeret)0,0 %

Tendens

OEE: — %100,00,0

Krisescenarier

Niveau 1 · Beskyt flaskehalsen gennem et stop opstrøms

Plan: 50 enheder i timen for et halvt skift på fire timer. Station 3 er linjens flaskehals, og kun én vedligeholdelsestekniker er på arbejde. Vedligeholdelsen melder, at en slidt del på station 2 — lige foran flaskehalsen — skal skiftes i minut 35: et job på 40 minutter for én tekniker.

  • Output ≥ 101 % af planen ved udgangen af det halve skift
  • Flaskehals ledig ≤ 7 % af tiden
  • Gennemsnitligt igangværende arbejde ≤ 18 enheder

Niveau 2 · Kvalitetsafvigelse ved indretningsstationen

Plan: 52 enheder i timen for et halvt skift på fire timer, og ti enheder fra det sidste skift venter stadig i reparationsområdet. Tyve minutter inde opstår et fastgørelsesproblem ved station 4: omkring hver ottende enhed forlader den med en fejl. Slutkontrollen fanger de fleste af dem — ikke alle.

  • Højst 1 fejl slipper ud til kunden
  • Output ≥ 104 % af planen til sidst (reparerede enheder fra efterslæbet tæller med)
  • Højst 3 enheder tilbage i reparationsbåsen
  • Gennemsnitligt igangværende arbejde ≤ 16 enheder

Niveau 3 · Efterspørgselsstigning

Linjen har kørt med 80 % hastighed for en plan på 47 enheder i timen. Tyve minutter inde i det halve skift hæver salg planen til 56 enheder i timen — taktiden falder fra cirka 1,28 til 1,07 minutter, og flaskehalsen kan ikke følge med ved 80 %. Overarbejde er ikke tilladt.

  • Output ≥ 102 % af planen efter to timer
  • Output ≥ 103 % af planen ved udgangen af det halve skift
  • Højst 1 fejl slipper ud til kunden
  • Gennemsnitligt igangværende arbejde ≤ 20 enheder

Grundlag — modellen bag tallene

Alle sammenhænge, simulatoren bruger, med deres kilde. Konstanter markeret som antagelser er illustrative kalibreringer.

OEE ganger tilgængelighed, ydelse og kvalitet, målt ved flaskehalsen; det er lig med ideel cyklustid × gode enheder ÷ planlagt tid.
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]Produktet er lig med ideel cyklustid × gode enheder ÷ planlagt tid kun, så længe flaskehalsens output er lig med linjens output; enheder, der stadig er mellem station 3 og linjens ende, gør en lille forskel.
En station sender kun sin enhed videre, hvis den næste buffer har plads (ellers er den blokeret), og starter kun, hvis den forrige buffer har en enhed (ellers er den sulten).
station i: cycle = c_i / v; moves on iff buffer_i < K (else blocked); starts iff buffer_{i−1} > 0 (else starved)[3][4]
Linjen kan aldrig køre hurtigere end sin langsomste station; taktid er den tilgængelige tid divideret med efterspørgslen.
r_line ≤ r_b = v / max_i c_i; takt = available time / demand = 60 / plan [min/unit][5][7]
Hastighedsstress: tab, der drives af hastighed, vokser uden grænse, når linjen nærmer sig grænsen for sit udstyr og sine operatører (105 % af nominel hastighed).
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 %)Antagelse: cyklustider, nedbruds- og reparationstider, fejl- og falskstopsrater, hastighedsstress-loven og holdstørrelser er illustrative værdier, ikke data fra en rigtig fabrik.
Stationerne går kun i stykker, mens de arbejder, oftere jo tættere linjen kører på sin grænse; reparationstiden bliver kortere, når en anden tekniker deltager.
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]Antagelse: cyklustider, nedbruds- og reparationstider, fejl- og falskstopsrater, hastighedsstress-loven og holdstørrelser er illustrative værdier, ikke data fra en rigtig fabrik.
Fejl stiger endnu stejlere med hastigheden end nedbrud. Med andon fanges og rettes de fleste fejl ved stationen, til prisen af korte stop (nogle af dem falske alarmer); ellers fanger slutkontrollen nogle, og resten slipper ud.
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]Antagelse: cyklustider, nedbruds- og reparationstider, fejl- og falskstopsrater, hastighedsstress-loven og holdstørrelser er illustrative værdier, ikke data fra en rigtig fabrik.
Littles lov: den gennemsnitlige gennemløbstid i linjen er lig med igangværende arbejde divideret med gennemløb.
lead time W = WIP / throughput (L = λW)[6][5]
Øvrige driftskonstanter, som modellen bruger.
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 minAntagelse: cyklustider, nedbruds- og reparationstider, fejl- og falskstopsrater, hastighedsstress-loven og holdstørrelser er illustrative værdier, ikke data fra en rigtig fabrik.

Tilfældighed: en seedet mulberry32-generator; anvendte fordelinger — uniform, eksponentiel (invers CDF), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Seed vises og kan deles.

Kilder

  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

Hvem arbejder med dette

Uddannelsesmodel — ikke til operative beslutninger. Rigtige anlæg kalibrerer hver konstant efter deres eget udstyr og data.