Montažna linija automobila Živi model

Vodite jednu smenu na delu linije za završnu montažu vozila: pet stanica u nizu sa malim baferskim trakama između njih. Svaki zastoj se talasa naviše i naniže po liniji, svaka greška se ili otkloni na stanici ili putuje dalje, a smena ima proizvodni plan koji treba ispuniti.

Šta ćete naučiti

Simulator

Vreme 0 min
OEE 0,0% · Izlaz u odnosu na plan 100,0% · Nedovršena proizvodnja 13 · Promakle greške 0 · S1 Radi, S2 Radi, S3 Radi, S4 Radi, S5 RadiS1▶S2▶S3 ★▶S4▶S5▶3/33/31/31/3⚙ Propusnost 50,0 · Tempo prema taktu 100% · Vreme isporuke kroz liniju 16 minOEE 0,0 % = raspoloživost 100,0 × performanse 0,0 × kvalitet 100,0📋 0 / 0 (100,0%) · ⚑ 0🔧 Komadi koji čekaju u zoni popravke 0 · ⚠ Promakle greške 0
  • Radi
  • Bez dotoka (nema komada)
  • Blokirano (nema mesta nizvodno)
  • U kvaru
  • Andon zaustavljanje
  • Komad u baferskoj traci

Kontrole

Procenat nazivne brzine. Brži ciklusi povećavaju proizvodnju — ali i učestalost kvarova i grešaka.

Broj komada koje svaka traka između stanica može da primi. Više razdvaja zastoje, ali dodaje nedovršenu proizvodnju.

Svaki tehničar popravlja po jednu stanicu; usko grlo se opslužuje prvo, drugi tehničar ubrzava popravku.

Operateri zaustavljaju svoju stanicu da bi grešku ispravili na licu mesta. To košta vreme rada — uključujući zastoje zbog odstupanja koja se pokažu bezazlenim — ali sprečava da greške putuju dalje.

Tim od troje sat vremena popravlja komade uhvaćene na testu na kraju linije kako bi mogli da se otpreme.

Pokazatelji

OEE
0,0%
kritično
Izlaz u odnosu na plan
100,0%
normalno
Promakle greške
0
normalno
Nedovršena proizvodnja
13
normalno
Raspoloživost100,0 %
Performanse0,0 %
Stopa kvaliteta100,0 %
Tempo prema taktu100 %
Propusnost50,0 JPH
Komadi ispred (+) / iza (−) plana0
Vreme isporuke kroz liniju16 min
Komadi koji čekaju u zoni popravke0
Radni sati po komadu0,00 h
Stanice u kvaru0
Usko grlo u mirovanju (bez dotoka 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 četvoročasovnu polusmenu. Stanica 3 je usko grlo linije, a u smeni je samo jedan tehničar održavanja. Održavanje javlja da istrošeni deo na stanici 2 — odmah ispred uskog grla — mora da se zameni u 35. minutu: posao od 40 minuta za jednog tehničara.

  • Izlaz ≥ 101 % plana na kraju polusmene
  • Usko grlo u mirovanju ≤ 7 % vremena
  • Prosečna nedovršena proizvodnja ≤ 18 jedinica

Nivo 2 · Odstupanje kvaliteta na stanici za unutrašnju opremu

Plan: 52 jedinice na sat za četvoročasovnu polusmenu, a deset jedinica iz prošle smene još čeka u zoni popravke. Dvadeset minuta kasnije na stanici 4 se javlja problem sa pričvršćivanjem: otprilike svaka osma jedinica izlazi sa greškom. Završni test na kraju linije uhvati većinu — ne sve.

  • Najviše 1 greška stiže do kupca
  • Izlaz ≥ 104 % plana na kraju (popravljene jedinice iz zaostatka se računaju)
  • Najviše 3 komada ostaje u zoni popravke
  • Prosečna nedovršena proizvodnja ≤ 16 jedinica

Nivo 3 · Nagli skok potražnje

Linija je radila sa 80 % brzine za plan od 47 jedinica na sat. Dvadeset minuta posle početka polusmene prodaja podiže plan na 56 jedinica na sat — takt pada sa oko 1,28 na 1,07 minuta, a usko grlo ne može da prati na 80 %. Prekovremeni rad nije dozvoljen.

  • Izlaz ≥ 102 % plana posle dva sata
  • Izlaz ≥ 103 % plana na kraju polusmene
  • Najviše 1 greška promakne do kupca
  • Prosečna nedovršena proizvodnja ≤ 20 komada

Osnova — model iza brojeva

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

OEE množi raspoloživost, performanse i kvalitet, mereno na uskom grlu; jednak je idealno vreme ciklusa × ispravni komadi ÷ planirano vreme.
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 idealnom vremenu ciklusa × ispravne jedinice ÷ planirano vreme samo dok je izlaz uskog grla jednak izlazu linije; jedinice koje su još između stanice 3 i kraja linije prave malu razliku.
Stanica predaje komad dalje samo ako sledeći bafer ima mesta (inače je blokirana) i počinje samo ako prethodni bafer ima komad (inače je bez dotoka).
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 ići brže od svoje najsporije stanice; takt je raspoloživo vreme podeljeno potražnjom.
r_line ≤ r_b = v / max_i c_i; takt = available time / demand = 60 / plan [min/unit][5][7]
Brzinski stres: gubici koji zavise od brzine rastu bez ograničenja kako se linija približava granici svoje opreme i operatera (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 kvara i popravke, stope grešaka i lažnih zaustavljanja, zakon brzinskog stresa i veličine timova su ilustrativne vrednosti, a ne podaci iz stvarne fabrike.
Stanice se kvare samo dok rade, utoliko češće ukoliko linija radi bliže svojoj granici; vreme popravke se skraćuje kada 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 kvara i popravke, stope grešaka i lažnih zaustavljanja, zakon brzinskog stresa i veličine timova su ilustrativne vrednosti, a ne podaci iz stvarne fabrike.
Greške rastu još strmije sa brzinom nego kvarovi. Sa andonom se većina grešaka uhvati i ispravi na stanici, po cenu kratkih zastoja (neki su lažni alarmi); inače završni test na kraju linije uhvati deo, a ostalo promakne.
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 kvara i popravke, stope grešaka i lažnih zaustavljanja, zakon brzinskog stresa i veličine timova su ilustrativne vrednosti, a ne podaci iz stvarne fabrike.
Litlov zakon: prosečno vreme prolaska kroz liniju jednako je nedovršenoj proizvodnji podeljenoj propusnošću.
lead time W = WIP / throughput (L = λW)[6][5]
Ostale radne 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 kvara i popravke, stope grešaka i lažnih zaustavljanja, zakon brzinskog stresa i veličine timova su ilustrativne vrednosti, a ne podaci iz stvarne fabrike.

Nasumičnost: seedovan generator mulberry32; korišćene raspodele — uniformna, eksponencijalna (inverzna CDF), normalna (Box–Muller), Poasonova (Knuth). Seed je prikazan i može se deliti.

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

Obrazovni model — nije za operativne odluke. Stvarni objekti kalibrišu svaku konstantu prema sopstvenoj opremi i podacima.