Vodiš eno izmeno na odseku linije za končno montažo vozil: pet postaj zaporedno z majhnimi pasovi medzalog vmes. Vsak zastoj se prelije gor in dol po liniji, vsaka napaka se odpravi na postaji ali potuje naprej, izmena pa ima proizvodni načrt, ki ga mora doseči.
Kaj se boste naučili
Kako OEE loči izgube na razpoložljivost, zmogljivost in kakovost – in zakaj ozko grlo določa izhod linije.
Kako končne medzaloge ločijo postaje (blokiranje in stradanje) in koliko ta zaloga stane v času prehoda (Littlov zakon).
Zakaj je lahko ustavitev linije ob napaki boljša od teka naprej in zakaj hitrejše ne pomeni vedno več izdelkov.
Simulator
Čas 0 min
▶Dela
‖Stradano (ni enote)
⧗Blokirano (ni prostora naprej)
✕V okvari
⚑Andon ustavitev
▪Enota v pasu medzaloge
Kontrole
Odstotek nazivne hitrosti. Hitrejši cikli povečajo izdelavo – in tudi okvare ter napake.
Število enot, ki jih zadrži vsak pas med postajami. Več jih loči zastoje, a poveča nedokončano proizvodnjo.
Vsak tehnik popravlja eno postajo; ozko grlo je na vrsti prvo, drugi tehnik pospeši popravilo.
Delavci ustavijo svojo postajo, da napako odpravijo na mestu. To stane čas delovanja – tudi ustavitve zaradi nepravilnosti, ki se izkažejo za nič – a napake ne potujejo naprej.
Ekipa treh eno uro popravlja enote, ki jih je ujel končni preizkus, da jih je mogoče odpremiti.
Kazalniki
OEE
0,0%
kritično
Izdelava proti načrtu
100,0%
običajno
Ušle napake
0
običajno
Nedokončana proizvodnja
13
običajno
Razpoložljivost
100,0 %
Zmogljivost
0,0 %
Stopnja kakovosti
100,0 %
Tempo proti taktu
100 %
Prepustnost
50,0 JPH
Enote pred (+) / za (−) načrtom
0
Čas prehoda skozi linijo
16 min
Enote v čakalnici za popravilo
0
Delovne ure na enoto
0,00 h
Postaje v okvari
0
Ozko grlo v prostem teku (stradano ali blokirano)
0,0 %
Trend
Krizni scenariji
Stopnja 1 · Zaščiti ozko grlo ob ustavitvi pred njim
Načrt: 50 enot na uro za štiriurni polovični izmenski čas. Postaja 3 je ozko grlo linije, v izmeni pa je le en vzdrževalni tehnik. Vzdrževanje sporoča, da je treba obrabljen del na postaji 2 – tik pred ozkim grlom – zamenjati v 35. minuti: 40-minutno delo za enega tehnika.
Izdelava ≥ 101 % načrta ob koncu polovičnega izmenskega časa
Ozko grlo miruje ≤ 7 % časa
Povprečna nedokončana proizvodnja ≤ 18 enot
Stopnja 2 · Odstopanje kakovosti na postaji notranje opreme
Načrt: 52 enot na uro za štiriurni polovični izmenski čas, v popravljalnici pa že čaka deset enot iz prejšnje izmene. Dvajset minut po začetku se na postaji 4 pojavi težava pri pritrjevanju: približno ena enota od osmih jo zapusti z napako. Preizkus na koncu linije ujame večino – ne vseh.
Kvečjemu 1 napaka uide do kupca
Izdelava ≥ 104 % načrta ob koncu (štejejo tudi popravljene enote iz zaloge)
Kvečjemu 3 enote ostanejo v čakalnici za popravilo
Povprečna nedokončana proizvodnja ≤ 16 enot
Stopnja 3 · Skok povpraševanja
Linija teče s 80 % hitrosti za načrt 47 enot na uro. Dvajset minut po začetku polovičnega izmenskega časa prodaja dvigne načrt na 56 enot na uro – takt pade s približno 1,28 na 1,07 minute, ozko grlo pa pri 80 % ne more slediti. Nadur ni dovoljeno delati.
Izdelava ≥ 102 % načrta po dveh urah
Izdelava ≥ 103 % načrta ob koncu polovičnega izmenskega časa
Kvečjemu 1 napaka uide h kupcu
Povprečna nedokončana proizvodnja ≤ 20 enot
Osnova – model za številkami
Vsaka zveza, ki jo simulator uporablja, z virom. Konstante, označene kot predpostavke, so ilustrativne umeritve.
OEE zmnoži razpoložljivost, zmogljivost in kakovost, merjene na ozkem grlu; enak je idealni čas cikla × dobre enote ÷ načrtovani čas.
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]Zmnožek je enak idealni čas cikla × dobre enote ÷ načrtovani čas le, dokler je izdelek ozkega grla enak izdelku linije; enote, ki so še med postajo 3 in koncem linije, naredijo majhno razliko.
Postaja preda enoto naprej le, če ima naslednja medzaloga prostor (sicer je blokirana), in začne le, če ima prejšnja medzaloga enoto (sicer je stradana).
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 nikoli ne more teči hitreje od najpočasnejše postaje; takt je razpoložljivi čas, deljen s povpraševanjem.
r_line ≤ r_b = v / max_i c_i; takt = available time / demand = 60 / plan [min/unit][5][7]
Obremenitev zaradi hitrosti: izgube, ki jih povzroča hitrost, rastejo brez meje, ko se linija približuje meji svoje opreme in delavcev (105 % nazivne hitrosti).
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 %)Predpostavka: časi ciklov, časi okvar in popravil, stopnje napak in lažnih ustavitev, zakon obremenitve zaradi hitrosti ter velikosti ekip so ilustrativne vrednosti, ne podatki iz resnične tovarne.
Postaje se pokvarijo samo med delovanjem, pogosteje, čim bližje meji teče linija; čas popravila se skrajša, ko se pridruži drugi tehnik.
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]Predpostavka: časi ciklov, časi okvar in popravil, stopnje napak in lažnih ustavitev, zakon obremenitve zaradi hitrosti ter velikosti ekip so ilustrativne vrednosti, ne podatki iz resnične tovarne.
Napake naraščajo z hitrostjo še strmeje kot okvare. Z andonom se večina napak ujame in odpravi na postaji, za ceno kratkih ustavitev (nekatere so lažni alarmi); sicer jih nekaj ujame preizkus na koncu linije, ostale pa uidejo.
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]Predpostavka: časi ciklov, časi okvar in popravil, stopnje napak in lažnih ustavitev, zakon obremenitve zaradi hitrosti ter velikosti ekip so ilustrativne vrednosti, ne podatki iz resnične tovarne.
Littlov zakon: povprečni čas skozi linijo je enak nedokončani proizvodnji, deljeni s prepustnostjo.
Druge obratovalne konstante, ki jih uporablja model.
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 minPredpostavka: časi ciklov, časi okvar in popravil, stopnje napak in lažnih ustavitev, zakon obremenitve zaradi hitrosti ter velikosti ekip so ilustrativne vrednosti, ne podatki iz resnične tovarne.
Naključnost: generator mulberry32 s semenom; uporabljene porazdelitve – enakomerna, eksponentna (inverzna CDF), normalna (Box–Muller), Poissonova (Knuth). Seme je prikazano in ga je mogoče deliti.
Viri
S. Nakajima — Introduction to TPM: Total Productive Maintenance (OEE = availability × performance × quality; six big losses) — Productivity Press, 1988
J. A. Buzacott, J. G. Shanthikumar — Stochastic Models of Manufacturing Systems (flow lines with finite buffers, blocking, starvation) — Prentice Hall, 1993