Montažna linija avtomobilov Model v živo

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

Simulator

Čas 0 min
OEE 0,0% · Izdelava proti načrtu 100,0% · Nedokončana proizvodnja 13 · Ušle napake 0 · S1 Dela, S2 Dela, S3 Dela, S4 Dela, S5 DelaS1▶S2▶S3 ★▶S4▶S5▶3/33/31/31/3⚙ Prepustnost 50,0 · Tempo proti taktu 100% · Čas prehoda skozi linijo 16 minOEE 0,0 % = razpoložljivost 100,0 × zmogljivost 0,0 × kakovost 100,0📋 0 / 0 (100,0%) · ⚑ 0🔧 Enote v čakalnici za popravilo 0 · ⚠ Ušle napake 0
  • 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
Razpoložljivost100,0 %
Zmogljivost0,0 %
Stopnja kakovosti100,0 %
Tempo proti taktu100 %
Prepustnost50,0 JPH
Enote pred (+) / za (−) načrtom0
Čas prehoda skozi linijo16 min
Enote v čakalnici za popravilo0
Delovne ure na enoto0,00 h
Postaje v okvari0
Ozko grlo v prostem teku (stradano ali blokirano)0,0 %

Trend

OEE: — %100,00,0

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.
lead time W = WIP / throughput (L = λW)[6][5]
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

  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

Kdo se s tem ukvarja poklicno

Izobraževalni model – ni za operativne odločitve. Resnični objekti vsako konstanto umerijo na svojo opremo in podatke.