Otomotiv montaj hattı Canlı model

Bir araç nihai montaj hattının bir bölümünde bir vardiyayı yönetiyorsunuz: aralarında küçük tampon hatları olan seri beş istasyon. Her duruş hat boyunca yukarı ve aşağı yayılır, her hata ya istasyonda giderilir ya da ilerler ve vardiyanın karşılaması gereken bir üretim planı vardır.

Neler öğreneceksiniz

Simülatör

Zaman 0 dk
OEE 0,0% · Çıktı / plan 100,0% · Süreç içi stok 13 · Kaçan hatalar 0 · S1 Çalışıyor, S2 Çalışıyor, S3 Çalışıyor, S4 Çalışıyor, S5 ÇalışıyorS1▶S2▶S3 ★▶S4▶S5▶3/33/31/31/3⚙ Verim 50,0 · Takt'a göre tempo 100% · Hattan geçiş süresi 16 dkOEE %0,0 = kullanılabilirlik 100,0 × performans 0,0 × kalite 100,0📋 0 / 0 (100,0%) · ⚑ 0🔧 Onarım bölümünde bekleyen birimler 0 · ⚠ Kaçan hatalar 0
  • Çalışıyor
  • Aç (birim yok)
  • Tıkalı (aşağıda yer yok)
  • Arızalı
  • Andon duruşu
  • Tampon hattındaki birim

Kontroller

Nominal hızın yüzdesi. Daha hızlı çevrimler çıktıyı artırır — arıza ve hata oranlarını da.

İstasyonlar arasındaki her hattın tutabileceği birim sayısı. Daha fazlası duruşları ayrıştırır, ama süreç içi stoku artırır.

Her teknisyen bir istasyonu onarır; önce darboğaz ele alınır, ikinci bir teknisyen onarımı hızlandırır.

Operatörler hatayı yerinde düzeltmek için istasyonlarını durdurur. Çalışma süresine mal olur — hiçbir şey çıkmayan anormallik duruşları da dahil — ama hataların ilerlemesini önler.

Üç kişilik bir ekip, hat sonu testinde yakalanan birimleri bir saat boyunca onarır; böylece sevk edilebilirler.

Göstergeler

OEE
0,0%
kritik
Çıktı / plan
100,0%
normal
Kaçan hatalar
0
normal
Süreç içi stok
13
normal
Kullanılabilirlik100,0 %
Performans0,0 %
Kalite oranı100,0 %
Takt'a göre tempo100 %
Verim50,0 JPH
Plana göre öndeki (+) / geride (−) birimler0
Hattan geçiş süresi16 min
Onarım bölümünde bekleyen birimler0
Birim başına işgücü saati0,00 h
Arızalı istasyonlar0
Darboğaz boşta (aç veya tıkalı)0,0 %

Eğilim

OEE: — %100,00,0

Kriz senaryoları

Seviye 1 · Darboğazı, öncesindeki bir duruşa karşı koruyun

Plan: dört saatlik yarım vardiya için saatte 50 birim. İstasyon 3 hattın darboğazıdır ve vardiyada yalnızca bir bakım teknisyeni var. Bakım, darboğazın hemen önündeki istasyon 2'deki aşınmış bir parçanın 35. dakikada değiştirilmesi gerektiğini bildiriyor: tek teknisyen için 40 dakikalık bir iş.

  • Yarım vardiya sonunda çıktı ≥ planın %101'i
  • Darboğaz süresinin ≤ %7'sinde boşta
  • Ortalama süreç içi stok ≤ 18 birim

Seviye 2 · Döşeme istasyonunda kalite sapması

Plan: dört saatlik yarım vardiya için saatte 52 birim ve önceki vardiyadan kalan on birim hâlâ onarım bölmesinde bekliyor. Yirmi dakika sonra istasyon 4'te bir bağlantı sorunu ortaya çıkıyor: her sekiz birimden yaklaşık biri hatalı çıkıyor. Hat sonu testi çoğunu yakalar — hepsini değil.

  • Müşteriye en fazla 1 hata kaçar
  • Sonda çıktı ≥ planın %104'ü (onarılan birikmiş birimler sayılır)
  • Onarım bölümünde en fazla 3 birim kalır
  • Ortalama süreç içi stok ≤ 16 birim

Seviye 3 · Talep artışı

Hat, saatte 47 birimlik bir plan için %80 hızda çalışıyordu. Yarım vardiyanın yirminci dakikasında satış planı saatte 56 birime çıkarıyor — takt süresi yaklaşık 1,28 dakikadan 1,07 dakikaya düşüyor ve darboğaz %80 hızla yetişemiyor. Fazla mesaiye izin yok.

  • İki saat sonra çıktı ≥ planın %102'si
  • Yarım vardiya sonunda çıktı ≥ planın %103'ü
  • Müşteriye en fazla 1 hata kaçar
  • Ortalama süreç içi stok ≤ 20 birim

Dayanak — sayıların ardındaki model

Simülatörün kullandığı her bağıntı, kaynağıyla birlikte. Varsayım olarak işaretlenen sabitler örnek kalibrasyonlardır.

OEE; kullanılabilirlik, performans ve kaliteyi çarpar ve darboğazda ölçülür; ideal çevrim süresi × iyi birimler ÷ planlanan süreye eşittir.
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]Çarpım, ideal çevrim süresi × iyi birim ÷ planlanan süre değerine yalnızca darboğazın çıktısı hattın çıktısına eşit olduğu sürece eşittir; 3. istasyon ile hat sonu arasında hâlâ bulunan birimler küçük bir fark yaratır.
Bir istasyon, birimi ancak sonraki tamponda yer varsa iletir (yoksa tıkanır) ve ancak önceki tamponda birim varsa başlar (yoksa aç kalır).
station i: cycle = c_i / v; moves on iff buffer_i < K (else blocked); starts iff buffer_{i−1} > 0 (else starved)[3][4]
Hat, en yavaş istasyonundan daha hızlı hiçbir zaman çalışamaz; takt süresi mevcut sürenin talebe bölünmesidir.
r_line ≤ r_b = v / max_i c_i; takt = available time / demand = 60 / plan [min/unit][5][7]
Hız stresi: hızın yol açtığı kayıplar, hat ekipmanının ve operatörlerin sınırına (nominal hızın %105'i) yaklaştıkça sınırsız büyür.
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 %)Varsayım: çevrim süreleri, arıza ve onarım süreleri, hata ve yanlış duruş oranları, hız-stres yasası ve ekip büyüklükleri gerçek bir fabrikadan alınmış veriler değil, örnek değerlerdir.
İstasyonlar yalnızca çalışırken arızalanır, hat sınırına ne kadar yakın çalışırsa o kadar sık; ikinci bir teknisyen katılınca onarım süresi kısalır.
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]Varsayım: çevrim süreleri, arıza ve onarım süreleri, hata ve yanlış duruş oranları, hız-stres yasası ve ekip büyüklükleri gerçek bir fabrikadan alınmış veriler değil, örnek değerlerdir.
Hatalar hızla arızalardan bile daha dik artar. Andon ile hataların çoğu istasyonda yakalanıp düzeltilir; bedeli kısa duruşlardır (bazıları yanlış alarm). Andon yoksa hat sonu testi bir kısmını yakalar, kalanı kaçar.
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]Varsayım: çevrim süreleri, arıza ve onarım süreleri, hata ve yanlış duruş oranları, hız-stres yasası ve ekip büyüklükleri gerçek bir fabrikadan alınmış veriler değil, örnek değerlerdir.
Little yasası: hattan geçişin ortalama süresi, süreç içi stokun verime bölümüne eşittir.
lead time W = WIP / throughput (L = λW)[6][5]
Modelin kullandığı diğer işletme sabitleri.
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 minVarsayım: çevrim süreleri, arıza ve onarım süreleri, hata ve yanlış duruş oranları, hız-stres yasası ve ekip büyüklükleri gerçek bir fabrikadan alınmış veriler değil, örnek değerlerdir.

Rastgelelik: tohumlu bir mulberry32 üreteci; kullanılan dağılımlar — düzgün, üstel (ters CDF), normal (Box–Muller), Poisson (Knuth). Tohum gösterilir ve paylaşılabilir.

Kaynaklar

  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

Bunu meslek olarak kim yapar

Eğitim amaçlı model — operasyonel kararlar için değildir. Gerçek tesisler her sabiti kendi ekipmanlarına ve verilerine göre kalibre eder.